1.4 各マトリックス等の内容(一般要素の場合)
(a)(x,y,z)座標 (b)(ξ,η,ζ)座標
図1.2 六面体一次要素
(1) 形状関数
(a)から(b)への変換式
(2) 微分変換式
,
ただし、
(3) 積分変換式
以上から、各マトリックスは次式のように表される。
(25)
(26)
(27)
直方体要素の場合 その他の となる。
1.5 マトリックス等の内容(直方体要素の場合)
(例) Pマトリックス
図1.3 直方体要素 (M:総要素数)
2 数値計算例
2.1 計算対象
初期条件 : キャビティ内で、 u=v=w=θ=0
境界条件 : − 温度:ADHE面でθ=1 BCGF面でθ=0
その他の面で 断熱条件
− 流速:EFGH面で w=0 その他の面でu=v=w=0
− 圧力:すべての面で とする。
図2.1 計算対象
初期条件 : キャビティ内で u=v=w=θ=0
境界条件 : − 温度:ADHE面で θ=1 BCGF面で θ=0
その他の面で ;断熱条件
− 流速 EFGH面で w=0 その他の面でu=v=w=0
− 圧力 すべての面で とする。
2.2 計算条件
−メッシュ分割: 10X10X10 (等長)
−Δt = 0.034 (クーラン数:bmax=umax×Δt/hx=0.8595)
−なお定式化の中で移流拡散型方程式での解法は陰解法とする。
2.3 図出力の結果
( LOOP=29、定常判定条件δ<0.1(%)を満足 )
流速ベクトル図 等温線図
x−y 断面図(z=0.5)
参考文献
(1) 松田・他3名,変形ガレルキン法による三次元自然対流問題の解析
(誤差解析手法によるアプローチ),日本機械学会論文集(B編),
66−648,(2000),1984.
(2) 松田・他3名,三次元移流拡散方程式の有限要素法による新しい定式化
(誤差解析手法によるアプローチ),日本機械学会論文集(B編),
59−561,(1993),1580.
以 上