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桜の花の落ちるスピードは秒速5センチメートルか? 〜OpenFOAM編〜

桜の花の落ちるスピードは秒速5センチメートルか? 〜OpenFOAM編〜

matsubaraDaisuke

April 28, 2019
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  1. 2 はじめに 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 小学生 篠原明里 (アカリ) ねえ、秒速5センチなんだって。 桜の花の落ちるスピード。

    秒速5センチメートル。 「君の名は。」で有名な新海誠 監督の作品に「秒速5センチメートル」 という作品がある。 絵は美しい風景なのに内容は ショッキングであり多くの人が うつ病になったと噂される作品。 タイトルは、作中のヒロインが発した 言葉から 「桜の花の落ちるスピードは秒速5センチメートル」 は正しいのかCFDで検証する
  2. 3 先行研究 結論:秒速180cm (時間平均) 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 先行研究1(CFD) 先行研究2(実験) 流体力学で検証:

    桜の花の落ちるスピード 「秒速5センチメートル」 は正しいのか? URL:https://www.youtube.com /watch?v=9OKR9FHVZuU 積分サークル (youtuber はなお氏)より 結論:平均秒速70cm (試行回数100回) 「秒速5センチメートルは本 当に正しいのか..以下略」 URL:https://monoist.atmarkit.co .jp /mn /articles /1504/01/news03 1_2.html MONOIST より
  3. 6 6-DOFとは? 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 ⚫ 6-DOFは並進3自由度、回転3自由度の最大6自由度を持つ物体 の運動のことを指す。 ⚫ 物体の動くシミュレーションには、①物体の動きが完全に規定され

    たものと、②流体力を受けて運動するものとがあり、今回は後者の ものを扱う。 ⚫ 後者の場合、物体に対して並進と回転の運動方程式を解くことに なるので、質量や慣性モーメント(テンソル)の情報が必要となる。 ⚫ 6-DOFはオーバーセットメッシュと組み合わせることで、ダイナミック な動きを再現できる。従来は、物体が動くごとにリメッシュし、メッ シュが歪み発散して使い物にならなかった。
  4. 7 質量と慣性モーメント(テンソル)の計算方法1 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 CADで花びらを作成 = න 2 ~

    ෍ 2 慣性モーメントの例 複雑形状の場合、質量と慣性モーメントを計算するには、 以下の様に離散化して数値積分する必要がある。
  5. 12 重心、重量、慣性テンソルなどを設定 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 Case/background/constant/dynamicMeshDict sixDoFRigidBodyMotionCoeffs { patches (floatingObject);

    centreOfMass (7.539e-3 0.0 -28.202e-3); //重心 mass 17863e-10;//重量 kg momentOfInertia (3065876e-16 12692283e-16 9789480e-16); // 主慣性モーメント orientation // 慣性主軸 ( 0.9986 0.0 0.0523 0.0523 0.0 -0.9986 0 -1 0 ); }
  6. 16 結果 2018/4/20 第71回 オープンCAE勉強会@関西 結果は、秒速149cm/s (実験により近い結果が出た) 時間 [s] 重心のZ座標

    [m] 初期 0 0 終端 1.0 -1.488 差 1.0 -1.488 参考 先行研究1(CFD) 先行研究2(実験) :秒速180cm(時間平均) :平均秒速70cm(試行回数100回)