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[FAQ]

浮力が生じるしくみ しくみの一例としては、静止流体中において流体が固体表面から熱伝達によって加熱され、流体の密度は減少し、周囲低温の流体に比べて軽くなり、流れが発生します。 このような流体の温度変化による密度勾配によって流れが発生する力（浮力）が生じます。 浮力計算の設定 浮力計算を行う上で、設定は以下のA～Dの項目となります。 A.エネルギー方程式をチェック B.密度の設定 　自然対流を想定した場合、以下の選択肢が考えられます。 　・ブジネスク近似、・非圧縮性の理想気体・理想気体・区分的線形関数・区分的多項式関数 　気体を想定した場合、ideal gas、Incompressible ideal gasとブジネスク近似がよく使用されるため、以下に説明いたします。 　a)Incompressible ideal gas 　　モデル化：非圧縮の理想気体の状態方程式を仮定し、流速がマッハ数0.3以下を想定。 　　メリット：気体の温度変化による密度を考慮。 　デメリット：運動量方程式の密度が温度により変化するため、収束性しにくいことがある。 　設定： 　　Define/MaterialパネルのDensity欄でIncompressible ideal gasを選択 　　Define/Operating ConditionでOperating Pressureに基準圧力を指定。(デフォルト大気圧) 　b)boussinesq（ブジネスク近似） 　　モデル化：浮力効果を考慮するため、流体密度を一定として流れが生じる駆動力（浮力を運動量方程式のソース項（温度の関数）として指定する方法 　　メリット：密度を一定としているため、Incompressible ideal gasに比べ、収束性が良い。 　デメリット：解析領域内の流体の温度差がおよそ50度以上の場合、近似が成り立たなく、非物理的な速度分布になることがある。 　設定： 　　Define/MaterialパネルのDensity欄でboussinesqを選択 　　　- Density欄で密度を指定。 　　　　※密度は開空間の場合、作動流体の密度。閉空間では領域の密度の最大と最小の平均値を指定。 　　　- Thermal Expansions Effect欄で体積膨張係数を指定。 　　　　※体積膨張係数は、気体の場合、基準温度の逆数を指定。(基準温度は以降に示す。) 　　　- Define/Operating ConditionでOperating Temperature欄に基準温度を指定。 　　　　※基準温度は、開空間の場合、流入温度。 閉空間の場合、解析領域内の流体の最高温度と最低温度の平均値 C.重力の設定 　　　Define/Operating ConditionsパネルでGravityをチェックし、Gravitational Acceleration欄に重力を指定ください。 D.乱流モデルの浮力効果 　　　FLUENTでは重力とエネルギ方程式が考慮されている場合、標準k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、RSMモデルでk方程式には浮力効果が自動的に考慮されますが、ε方程式では考慮されません。 　　　そのため、ε方程式にも浮力効果を考慮させたい場合は、Viscous パネル内のFull Buoyancy Effectオプションを選択下さい。