~/blog/lambda_cfd.md

【技術デモ公開】幾何学的構造進行による流体シミュレーション

〜ブローアップ制約なき自然な渦列の創発〜

概要

従来のCFD(数値流体力学)が抱える「過度な安定化による自然性の喪失」問題に対し、純粋な幾何学的進行による新しいアプローチを実装しました。

デモURL: [https://www.miosync.link/cfd]

技術的特徴

1. 純粋幾何学的進行

物理方程式の数値解法ではなく、構造テンソルの直接進行:

Λ_tensor = {
    Λ:  意味密度(渦の分布密度)
    ΛF: 進行方向ベクトル場
    ρT: テンション密度(相互作用強度)
    ΔΛC: 構造拍動イベント
}
2. ブローアップ制約の完全排除
  • ❌ 人工粘性項なし
  • ❌ 数値安定化フィルタなし
  • ❌ 強制的境界条件なし
  • ✅ 自己境界形成による自然な安定化
3. 進行アルゴリズム
// 向きの純粋な幾何学的合成
dir = normalize(û_flow + k·v̂_induced)

// 固定歩幅進行(時間積分なし)
x(n+1) = x(n) + Δs·dir

// 構造拡散(幾何学的)
σ(n+1) = √(σ²(n) + 2ν_geom·Δs)

観測された創発現象

自己境界形成型呼吸振動
  • 物理的壁なしに「見えない境界」が自己形成
  • 上方/下方ドリフトの周期的遷移
  • λ/D ≈ 教科書値4.0と異なる固有パターンが発生
二レジーム遷移
準安定呼吸期(|y_c| < 100)
    ↓ 臨界蓄積
大振幅発振期(|y_c| > 200)
    ↓ 自己修正
(サイクル継続)

Transaction理論との関連

時間発展ではなく、構造の拍動(Transaction)として現象を記述:

  • 小拍動 δΛc:個々の渦の微振動
  • 大拍動 ΔΛC:レジーム間遷移

意義

  1. CFDの限界を超えた自然性
  2. 制約なき自己組織化の実証
  3. 幾何学的流体力学の新展開