「富岳」成果創出加速プログラム:「富岳」を利用した革新的流体性能予測技術の研究開発

実証研究テーマ2

細隙部を含めた多段遠心ポンプの内部流れの
Wall-Resolved LES

(株)荏原製作所、(株)日立製作所、九州大学工学研究院、東京大学生産技術研究所、
一般社団法人ターボ機械協会「流体性能の高精度予測と革新的流体設計分科会」

概要

 30~100 μmの最小渦スケールまで計算格子により直接解析する、Wall-Resolved LES解析計算を実施し、内部流れやその結果として決まる水力性能の完全な予測を実現し、ポンプ設計の高度化に貢献します。

取組内容

Wall-Resolved LESにより、内部流れやその結果として決まる水力性能の完全な予測を実現

 1,000億~1,500億の計算格子を用いて、羽根車前後の側室、ライナー部、バランスピストン・バランスドラム、クロスオーバーパイプなどの細隙部も含めた3段遠心ポンプ内部流れのWall-Resolved LESをFFBにより実施し、一般性能、羽根車流体力変動、漏れ流量などのポンプの水力性能を予測して、ポンプの性能試験を数値解析により完全に代替えすることが可能であることを実証します。

Wall-modeled LESの実用化を実現

 1/100程度の格子解像度の10億程度の計算格子を用いたWall-modeled LESも実施し、Wall-Resolved LESの結果と計算精度、計算コストなどを比較することにより、Wall-modeled LESの実用化を図ります。

その他

期待される効果

 ・ポンプ設計の高度化に貢献
 ・飛躍的な計算時間短縮の実用化(Wall-modeled LESの実用化)

利用するアプリケーション

 FrontFlow/blue (FFB)