界面捕捉法

界面捕捉法と界面追跡法

自由表面流れ解析や流体構造連成解析などの複数の場が存在する解析において、

• 界面捕捉法(Interface-Capturing Method)は、領域の境界でメッシュが整合していない状態で解析する手法
• 界面追跡法(Interface-Tracking Method)は、領域の境界でメッシュが整合している状態で解析する手法

下図は界面捕捉法と界面追跡法のイメージ。赤色が構造領域、白色がメッシュ分割した流体領域を表す。

界面捕捉法の利点と欠点

• 利点

  • 移動境界問題において境界が大移動・大変形する場合でもメッシュが変形しないため、 リメッシュをせずに安定して解析ができる
  • 複雑な形状の領域でもメッシュの生成が比較的容易である

• 欠点

  • 境界付近の精度を上げるためには界面追跡法の場合よりも細かいメッシュを切る必要がある
  • 境界が移動する場合は境界付近の細かいメッシュを保つために工夫が必要

解析例

剛体の楕円が流体中を自由落下する問題を界面捕捉法で解析した結果。このように境界が大きく移動する問題は界面捕捉法が適している。