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多次元移流拡散問題のための高精度シミュレーション手法の研究(平成 25年度)
Study of accurate numerical schemes for multi dimensional advection diffusion problems

予算区分
AQ センター調査研究
研究課題コード
1213ZZ001
開始/終了年度
2012~2013年
キーワード(日本語)
数値シミュレーション,拡散,格子ボルツマン
キーワード(英語)
numerical simulation, diffusion, lattice Bolztmann

研究概要

複雑な環境現象の解明にとって移流拡散現象の数値シミュレーションは有効な手段となる。しかしながら、2次元、3次元問題の数値シミュレーションでは計算資源の大規模化と計算時間の増大により効率的なシミュレーション手法の開発がのぞまれる。そのためには、高精度で数値的安定性を保持した陽的シミュレーション手法を開発する必要がある。本研究では近年注目されている格子ボルツマン法をベースに、種々のパラメータ設定に対応して安定で精度の高い多次元陽的差分スキームの開発を目指す。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

本研究では近年拡散問題の数値シミュレーション手法として注目されている酵素ボルツマン法に基づいたシミュレーション手法の開発を行う。そこで、従来の多次元格子ボルツマン法による数値スキームを改良し、非等方正拡散問題など空間依存性を持つパラメータを伴う問題にたいして空間4次精度の数値解が得られるスキームに拡張する。

今年度の研究概要

本年度は、昨年度開発した非等法性拡散方程式の格子ボルツマン法による数値解放アルゴリズムを非等法性移流拡散方程式の数値解法に適用できるように拡張する。格子ボルツマンによる数値解法は陽的解法と呼ばれ、多次元非等法性問題に関しては、厳しい制約条件の下で安定な数値解を与える離散化パラメータの選ばなければならない。本研究では、格子速度に割り当てられる重み係数を自由パラメータとして扱うことにより、安定な数値解が得られる条件の緩和を目指す。

関連する研究課題
  • 0 : 社会環境システム研究分野における研究課題

課題代表者

須賀 伸介

  • 社会環境システム研究センター
    地域環境影響評価研究室
  • 主任研究員
  • 工学博士
  • 工学
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