解説
マッハ数２の衝撃波がステップを通り過ぎる挙動の試計算（２次元）を行った。衝撃波は波面背後で圧力、温度および密度が不連続的に上昇する。マッハ数２では波面背後の圧力が4～5倍になるが、ステップ形状の障害物による反射、マッハ反射およびそれらの重ね合わせにより圧力が上昇する。２つ目のステップの隅では反射波とマッハ反射波が重なり圧力がさらに上昇している。
計算結果は波面の位置を示すシュリーレン、密度分布を示すマッハツェンダー画像を模擬した可視化法を使用した。
基礎方程式
- 質量(ρ)の保存式
- 運動量(ρu,ρv)の保存式
- エネルギー(e)の保存式
解法
- C-CUP(CIP and Combined Unified Procedure)法[1]
- 有理関数CIPによる移流の計算[2]
解析条件
- 2次元直交格子 ｘ方向(450) ｙ方向(150)
- 初期圧力 約1気圧
- 初期温度 約27℃（300K）
- マッハ数 Ms=2 の衝撃波の流入
Reference
- Unified numerical Procedure for compressible and incompressible fluid, T. Yabe and P.Y. Wang, J. Phys. Soc. 60,2105,1991.
- 算流体力学(CIPマルチモーメント法による手法),肖鋒,伊井仁志,小野寺直幸,コロナ社,2009.
計算プログラムとコンピュータ
- SAC-SHCK(FORTRAN90,OpenMP)
- CPU intel 12700(12コア),16Gバイト,GPUなし
