遷音速バフェット — トラブルシューティング

最もよくある問題だね。チェックポイントを順番に確認しよう。

1. 定常解析になっていないか: 当たり前だが、Steady Solverではバフェットは出ない。Transientに切り替える。

2. 時間刻みが大きすぎないか: バフェット周期の1/20以上の時間刻みだと振動が数値的に減衰してしまう。$\Delta t$ を半分にしてみる。

3. 初期擾乱はあるか: 完全に対称な初期条件だと、数値的な丸め誤差からバフェットが発達するまでに100周期以上かかることがある。小さな迎角変動を初期に与えて発達を促進する。

4. 遷移位置は正しいか: 完全乱流を仮定すると、前縁からの乱流境界層は実験の遷移後の境界層より壁面近くの運動量が大きく、衝撃波/境界層干渉が弱まる。実験の遷移位置（トリップ位置）を再現する。

5. 乱流モデルの影響: SAモデルはバフェット開始を遅らせる傾向がある。SST $k$-$\omega$ に切り替えてみる。

遷音速翼型の衝撃波位置は風洞壁の干渉に非常に敏感だ。

遷音速風洞では壁面反射がブロッケージ効果を生み、実効マッハ数が変わる。OAT15A実験でもcorrected incidence（壁干渉補正後の迎角）が公開されているから、それを使うべきだよ。自由飛行条件で計算する場合は、風洞補正後の迎角を入力として使う。

ClassicなDDESのGrey Area問題だね。RANSからLESへの遷移領域で、RANS的な渦粘性が高いままLES領域に入るため、乱流構造の発達が遅れる。

対策は以下の通りだ。

1. SBES（Stress-Blended Eddy Simulation）への切り替え: Grey Areaが改善されたFluent独自の手法。応力テンソルレベルでRANS↔LESをブレンドする

2. ZDES Mode 2への切り替え: 剥離位置をRANSで自然に検出し、LES領域を自動設定する。ONERAのelsAコードで実績あり

3. 合成乱流注入: RANS→LES遷移面にVortex Method等で人工的な乱流擾乱を注入し、LES乱流の早期発達を促す

FluentのSEM（Synthetic Eddy Method）は入口境界用の機能だけど、UDFでRANS→LES遷移面に擾乱を注入するカスタム実装は可能だ。ただし設定パラメータの調整が必要で、やや上級者向けだよ。