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トップページ熱流体解析の技術コラム > IPSA二流体モデル






◎IPSA二流体モデル(二相流モデル)について

PHOENICSでは、解析領域内において2つの連続した流体(”連続相+連続相”)が同時に存在する流れの場合、2組の運動方程式やエネルギー式を解く『IPSA(Inter Phase Slip Algorithm)法』を用いて解析をします。 気+液、固+液、気+固、液+液など自由な組合せにより2相現象の解析ができ、また"3相"が同時に存在する場合もこの”解析手法”を使って解析をすることができます。
例えば、
*液体の沸騰、蒸発などの相変化を伴う解析
*溶融、凝固などの相変化を伴う解析
*膨張、収縮を伴う計算
等では、PHOENICSの”IPSA"が最も有効な解析手法です。

<2流体モデル(IPSA)活用例> 
  *ヒートパイプ、冷凍、蒸発機、熱交換器等の熱移動解析
  *凝縮・ 相変化を伴う曲がり管内の蒸発解析
  *インクの吐出解析
  *ターボエンジン、ロケットブースター等の燃焼解析
  *燃料電池分野 
 など
<IPSAの計算方法> 
  *動機
    ・連続体の圧力はセル内1つしか持たない
    ・場の質量は体積割合に依存する
    ・連続体の圧力はセル内1つしか持たない

  *アルゴリズム概略
    各相を個別の流体として考え、それぞれの相で
    保存式を解き、相間での質量、運動量、エネルギー
    の移動に対しては構成方程式を取り入れる。

  *体積分率
    IPSA法では2つの連続の式(R1,R2)から1個の圧力(P1)を求める。

  *相間摩擦
    各相はそれぞれ対する相の運動量と相間摩擦により結合される。
        ←これで圧力と運動量を結合

  *相間伝熱
    同一セルの各相の温度は相間熱伝達により関連づけられる。

  *相間物質移動
    相間の質量移動はキャリア相の増減量をソースとする。
    沸騰・凝縮などの質量移動量は熱バランスと潜熱から得られる
    キャビテーションなどの質量移動量は場の圧力と飽和圧力から得られる

 
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