気体および領域がロックされていると, 領域ツールのメニューが次のように変わります:
【初期条件】を選ぶと, 初期条件ツールが起動します:
ウィンドウの最上部に，ここで設定する領域・グループの名称が表示されています．
- 編集後，【保存】ボタンを押すと保存が実行されます．
- 未保存なのにツールを閉じようとすると文句を言われます．
- グループで初期条件を編集すると，配下のすべての領域の初期条件が一斉に更新されるので注意
- 途中で【領域】ツールで別の領域を選択したり，【気体】ツールで別の成分気体を選ぶと，それらの領域・気体の編集に変わります．
初期条件の種類
【初期化タイプ】では，初期条件のタイプを2通りから選べます．
- 【一様平衡状態】 「平衡状態」と表示されてしまっています
- 【インポート】
なお，初期値は気体成分別に設定可能です．現在設定しているのは，【気体ツール】で選択している成分気体です．気体ツールで全混合気体【＊】が選択されている場合，全ての気体に同一の条件が設定されます．
他の表示もあります：
- 【不足】 初期値が未設定の領域を含むグループで表示されます．
- 【未設定】 初期値が未設定の領域・成分気体で表示されます．
- 【不定】 初期値が全て設定済みですが, 同一ではない場合に表示されます．
一様平衡状態
初期状態として，(該当する成分分子の)数密度\(n\), 流速\(v_X,v_Y,v_Z\), 温度\(T\)が一様な平衡分布を与えます. 全て無次元量で【一様流の詳細設定】に設定します. 面倒ならば, 【デフォルト】ボタンを押しましょう．定義は次の通り:
- 【number density】無次元数密度は, 基準圧力\(p_0\), 基準温度\(T_0\)を用いて次式で定義します:\[ \frac{n}{n_0} = \frac{p}{p_0}\frac{T_0}{T}\]まあ要するに，初期圧力・温度が基準量なのであれば, 1ですね．
- 混合気体の場合, 該当成分のモル分率にするべきです. \(N\)成分混合気体で各成分気体の無次元数密度を1にすると, 混合気体の無次元数密度は, もちろん, \(N\)になります. 初期において基準の\(N\)倍の数密度で良いですか？
- 【velocity】有次元速度 \( (v_X,v_Y,v_Z) \)に対する無次元流速を入力. 無次元流速の定義は, 境界条件のページでも述べた通り\[ \left( \frac{v_X}{\sqrt{2\kappa T_0/m_0}},\frac{v_Y}{\sqrt{2\kappa T_0/m_0}},\frac{v_Z}{\sqrt{2\kappa T_0/m_0}} \right) = \sqrt{\frac{5}{6}}\left( \frac{v_X}{c_0}, \frac{v_Y}{c_0}, \frac{v_Z}{c_0}\right) \] \(m_0\): (基準)分子の重さ, \(c_0\): 基準温度における音速.
- 【temperature】温度\(T\)に対する無次元温度\[\frac{T}{T_0}\]を入力
インポート条件
DSMC 初期条件として, 解析済みの別ケースの状態を取り込みます. 取り込み時に，以下の追加作業を行います；
- 領域形状が異なる場合，引っ張って伸ばして無理から当てはめる
- シミュレーション同士で「粒子当たりの分子数」が異なる場合, 適当に調整を行う
- 【粒子数合わせ】をONにしておくと, 流速や数密度が変化しないように，シミュレーション粒子数を調整します．
- (運用停止中) 領域の方向を回転させてから取り込む
- 取り込む際に，以下の操作を伴います：
- 無次元分子速度に【一様流の詳細設定】【velocity】を追加して加速
- 無次元温度(分子のランダム運動速度)を【一様流の詳細設定】【temperature】倍にする
- 無次元数密度を【一様流の詳細設定】【number density】倍にする
- 【ケース一覧】取り込み元の計算ケースを選択します.
- 【rid】取り込み元の気体領域を指定します.
- 【gas】取り込み元の気体成分を指定します．