中性粒子連続体モジュール

NMEM

中性粒子連続体モジュール（Neutral Momentum Equation Module; NMEM）は、連続体（流体）モデルをもちいて電荷を持たない粒子種に関する流れ場を計算するモジュールです。

計算手法の概要

NMEMは、電子・イオン以外の全粒子種をひとつの混合気体として取り扱います。 基礎方程式は（１）各粒子種成分に関する連続の式、（２）混合気体に関する 連続の式、（３）混合気体に関する運動方程式、（４）混合気体に関する エネルギーバランス式です。気体は理想気体と仮定しています。これらの 方程式を解くことにより、各成分の数密度、混合気体の流速、混合気体の 圧力、および温度を求めます。空間の離散化には有限体積法をもちいています。 また計算アルゴリズムはFLIC法（Fluid In Cell 法）をもちいた陽解法を採用 しています。

入力項目

  • ２次元直交または軸対称メッシュで定義される、任意の形状、流入・流出口、 障害物の配置を指定することができます。
  • 流入／流出の境界条件としては、以下の指定ができます。
  • 流量規定（粒子種毎）
  • 圧力規定
  • 固体表面の境界条件としては、以下の指定ができます。
  • 粘着/スリップ（速度に関して）
  • 等温/断熱（温度に関して）
  • 吸収/反射（粒子種毎）
  • その他、初期温度とそれぞれのガス種に対する初期分圧を指定します。

出力項目

  • 各ガス種の数密度分布、混合ガスの速度分布、圧力分布、および温度分布

計算例