6. 学術講演の抜粋 (Excerpts from academic lectures)

① 2017年3月講演発表（退職1年前）

DSMC法を紹介するPowerPointスライドのキーワードと説明
（頁，キーワード：各スライドの説明）

DSMC紹介PPTのタイトル：一連のスライドは，DSMC計算をいくつかの例により紹介するもの．
DSMC説明の内容：DSMC解説に用いる４つの計算例の紹介．
DSMC概要：DSMC法について一言で簡単に説明する．
DSMC書籍紹介：DSMC法について易しく書かれた書籍の紹介（日本語）
DSMC長所と短所：長所とともに，特に短所を説明する．
U-system開発経過：著者の考案した「セルを大きくできる衝突計算法U-system」の開発経過．
U-system説明図（図に不備あり）：U-systemにおける分子速度補正の説明図（ただし，この図の速度分布関数には誤りがあるので，見つけてください）．
U-system改良：現時点で最新版のU-systemは，Q. Sunらの研究結果を用いて改良された．
U-system改良説明1/3：Q. Sunらは，L. Pareschiらの方法を利用して補正を提案（説明1/3）
U-system改良説明2/3：分子全体の運動量とエネルギを完全保存する方法の説明（説明2/3）
U-system改良説明3/3：運動量保存式とエネルギ保存式を使って修正係数を定める（説明3/3）
一次元垂直衝撃波のDSMC計算（計算条件）：U-systemの効果を一次元垂直衝撃波の計算により検証する．
密度分布比較（Ms＝1.2）：従来法の300セルに対して，従来法20セルとU-system20セルの場合の結果を比較する（衝撃波マッハ数1.2における密度分布比較）．U-systemの場合は，数の少ない粗いセルでの結果も良好である．
密度分布比較（Ms＝1.4）：上記と同様で，衝撃波マッハ数1.4における密度分布比較．
密度分布比較（Ms＝8）：上記と同様で，衝撃波マッハ数8における密度分布比較．
流速分布比較（Ms＝1.2）：従来法の300セルに対して，従来法20セルとU-system20セルの場合の結果を比較する（衝撃波マッハ数1.2における流速分布比較）．U-systemが優れている．
流速分布比較（Ms＝1.4）：上記と同様で，衝撃波マッハ数1.4における流速分布比較．
流速分布比較（Ms＝8）：上記と同様で，衝撃波マッハ数8における流速分布比較．
一次元衝撃波内の平均自由行程の変化：上記の一次元衝撃波の解析において，Ms＝1.2に比べてMs=8では，セルの粗さの影響が少なかった．これを検証するために，流速の違いによって平均自由行程がどのように変化するかをDSMC計算で調査した．まずは，平均自由行程の絶対値を比較．
一次元衝撃波内の平均自由行程の変化（進行方向成分）：平均自由行程の進行方向の成分を比較．
一次元衝撃波内の平均自由行程の変化（垂直方向成分）：平均自由行程の垂直方向の成分を比較．
平均自由行程の理論計算式（平衡状態，その1）：DSMC計算した平均自由行程の値と比較するために，平衡状態における理論計算式を導いた（その1）．
平均自由行程の理論計算式（平衡状態，その2）：DSMC計算した平均自由行程の値と比較するために，平衡状態における理論計算式を導いた（その2）．
DSMC法と理論計算の平均自由行程比較：DSMC計算と理論計算値（平衡状態）の比較
不足膨張噴流の境界乱れ（DSMC計算条件）：不足膨張噴流における噴流境界の乱れ模様を，軸対称を仮定してDSMC解析した．解析に使用した流れ場の様子と，解析条件を示す．
不足膨張噴流のシュリーレン写真（K.B.M.Q.Zamanによる）：上記のDSMC解析と比較するため，類似する条件で行ったK.B.M.Q.Zamanによる実験写真を示した．
不足膨張噴流の密度分布と温度分布（100μs平均）：DSMC計算によって得られた噴流の密度分布グラフと温度等値線図を示す．これは100μsで平均処理した結果であるが，噴流の後半で，密度，温度のどちらにも減衰が見られる．
不足膨張噴流の密度分布（2.1μs平均）：DSMC計算による2.1μs平均の密度分布を，2.1μsおきに連続で示したもの．長い時間平均では密度の減衰であったものが，短い時間平均で見ると，噴流後半における乱れとして観察される．
不足膨張噴流の温度分布（2.1μs平均）：DSMC計算による2.1μs平均の温度等値線を，2.1μsおきに連続で示したもの．長い時間平均では温度の減衰であったものが，短い時間平均で見ると，噴流後半における境界付近の乱れ（渦模様）として観察される．
境界乱れによる噴流の減衰（圧力比4）：上記計算と同じ条件の圧力比4の結果であるが，流れ場のセル分割をより細かくしたもので，この場合，噴流乱れの様子が増大する結果となった．（最上段の図は，アニメーション用に作成したが，ここでは動かない．）
境界乱れによる噴流の減衰（圧力比8）：同様に，圧力比 8の場合のDSMC計算である．（最上段の図は，アニメーション用に作成したが，ここでは動かない．）
超音速自由噴流の3次元構造（DSMC計算条件）：超音速自由噴流は，ある条件下で，軸対称ではない3次元構造を形作ることが知られている．これをDSMCで再現するための計算領域（流れ場）と計算条件を示す．
超音速自由噴流の3次元構造（DSMC結果，1/3）：圧力比100でDSMC計算した噴流の密度分布．噴流軸に垂直な断面において，花びら模様が観察できる（比較的粗いセル分割による）．
超音速自由噴流の3次元構造（DSMC結果，2/3）：噴流断面の変化の様子をアニメーションしたものであるが，ここでは動かない．
超音速自由噴流の3次元構造（DSMC結果，3/3）：圧力比100でDSMC計算した噴流の密度分布．噴流軸に垂直な断面において，花びら模様が観察できる（細かいセル分割による）．
DSMC法解説のまとめ：以上で述べたDSMC計算の紹介・解説について，まとめを行ったもの．