一般的な物質は、気体・液体そして固体の三つの相からなり、場の圧力や温度によって、それらの相間で相変化する。さらに、高圧・高温（場合によっては常温）の状態にすると、第４の相として、超臨界流体になる。特に臨界点近傍においては、特異な熱物性が現れることが知られている。我々の研究室では、これまでに、前処理法に基づく数値解法（PFVS)と、非理想気体の状態方程式を組み合わせて、超臨界二酸化炭素ならびに超臨界水が数値解析できる計算コードを構築している。
　本研究は、それをさらに発展させたもので、熱物性データベースPROPATHを、上記の数値解法と完全にリンクさせることにより、任意物質の、任意の圧力・温度条件における流動現象が数値解析できる「超臨界流体シミュレータ」を開発するのが目的である。本シミュレータは、二酸化炭素、水のみならず、PROPATHに定義されている物質、たとえば、窒素、酸素、メタン、アンモニア、水素、ヘリウム、アルゴンなど、様々な物質の流動解析が可能である。さらに、これらは、超臨界状態のみならず、常温・常圧、極低温環境条件でも計算できる。たとえば、水の場合、超臨界流体、高温蒸気、そして常温水が、密度変化や相変化を考慮して計算できる。

超臨界流体シミュレータ（PFVS+PROPATH）の適用範囲

計算例　

その１（正方キャビティ内の各種常温気体自然対流問題）　

その２（超臨界二酸化炭素中のレイリーベナール対流、動画）

その３ (これまで計算した流れ問題)

　現在、さらにSFSに複雑形状物体内外の流動が並列計算できるビルディングキューブ法(BCM)を組み込んで、任意形状物体内部の超臨界流体が計算できる、二次元計算コード(SFS+BC)、三次元計算コード(3DSFS+BC)を開発中である。

その４（SFS＋BCによる計算例）

その５（3DSFS＋BCによる計算例）

参考論文

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3. Takashi Furusawa and Satoru Yamamoto, Accurate Prediction of Transitional Flows among Gas, Liquid and Supercritical Fluids, Proc. 5th Europian Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineerings, ECCOMAS2008-Venice, (2008-7), CD-ROM.
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5. 古澤卓，山本悟，任意物質の圧縮性熱対流が計算できる数値解法，日本機械学会論文集B編，74-746(2008), 2084-2090．
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