FIELDVIEW FAQ IG003

ＩＧ００３

圧力から、揚力・抗力を算出するには

　◆　概要　◆

物体表面上に作用する圧力を元に、揚力や抗力を算出する方法を紹介します。
※実際は、圧力による抗力（形状抵抗）の他に、せん断による抗力（粘性抵抗）も作用するため、粘性がある流れの場合、本手法で得られた結果は正確な結果ではありません。正確な結果が必要な場合は、ソルバ側で計算することをお勧めします。
　　ケース１：構造格子の解析結果の場合
　　ケース２：非構造格子の解析結果の場合

　◆　詳細　◆

ケース１：構造格子の解析結果の場合
　１．車や飛行機などのモデルの表面形状を、FIELDVIEWのI,J,K断面表示機能（Computational Surface）を使用して表示
　　　します。この例では、’K’断面を用いて形状を作成しているものと仮定します。
　２．揚力や抗力の関数を、FIELDVIEWの関数定義機能を利用して登録します。以下の例では、モデルの鉛直方向がZ軸、
　　　進行方向がX軸の場合の登録式を示します。

関数名	関数定義	説明
Uplift Force	VecZ("Pressure [PLOT3D]"*(nrmlz(grad("K"))))	’K’断面の法線ベクトル nrmlz(grad("K")) に圧力を掛算し、’K’断面に垂直な力を求めます。この鉛直方向成分が揚力の成分になります。
Drag Force	VecX("Pressure [PLOT3D]"*(nrmlz(grad("K"))))	’K’断面の法線ベクトル nrmlz(grad("K")) に圧力を掛算し、’K’断面に垂直な力を求めます。この進行方向成分が抗力の成分になります。

　３．項目１）で作成した表面形状を、項目２）で登録した物理量のスカラーで表示します。
　４．項目３）で表示した表面スカラー値を積分機能を用いて積分します。Int(S)の値がそれぞれ揚力・抗力になります。

積分量	表示スカラ	説明
揚力	Uplift Force	物体表面上に作用する圧力の、鉛直方向成分の積分値
抗力	Drag Force	物体表面上に作用する圧力の、進行方向成分の積分値

ケース２：非構造格子の解析結果の場合
　１．車や飛行機などのモデルの表面形状を表示します。FIELDVIEWの境界面表示機能（Boundaryl Surface）、または
　　　速度勾配を利用した物体表面作成方法を用いて表示します。
　　　後者の場合、定義した関数名を’Wall’として等値面作成機能（Iso surface）を用いて物体表面を表示したものとします。

関数名	関数定義	説明
Wall	mag（nrmlz（"velocity" ) ）	[FN013] 境界条件が利用できない場合に　　　　　物体表面を作成するには

　２．物体表面上の法線ベクトルを作成します。　定義した法線ベクトルの関数名を’WNormal’と仮定します。

関数名	関数定義	説明
WNormal	nrmlz（ grad( mag( "velocity" ) ) ）	[FN005] 物体表面の法線ベクトルを　　　　　定義する方法

　３．揚力や抗力の関数を、FIELDVIEWの関数定義機能を利用して登録します。以下の例では、モデルの鉛直方向がZ軸、
　　　進行方向がX軸の場合の登録式を示します。

関数名	関数定義	説明
Uplift Force	VecZ("Pressure"*"WNormal")	物体表面の法線ベクトルに圧力を掛算し、表面に垂直な力を求めます。この鉛直方向成分が揚力の成分になります。
Drag Force	VecX("Pressure"*"WNormal")	物体表面の法線ベクトルに圧力を掛算し、表面に垂直な力を求めます。この鉛直方向成分が抗力の成分になります。

　４．項目１）で作成した表面形状を、項目２）で登録した物理量のスカラーで表示します。
　５．項目３）で表示した表面スカラー値を積分機能を用いて積分します。Int(S)の値がそれぞれ揚力・抗力になります。

積分量	表示スカラ	説明
揚力	Uplift Force	物体表面上に作用する圧力の鉛直方向成分の積分値
抗力	Drag Force	物体表面上に作用する圧力の進行方向成分の積分値

※FIELDVIEWの操作についての詳細は、日本語スタートアップマニュアル、FIELDVIEW Refrence Guideなどをご覧下さい。

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