"流れ場を分割した複数の区画に対して、入力部から与えられた解析対象の形状データ、熱が出入する熱源領域の範囲、この熱源領域と他領域との境界条件、前記解析対象となる二相流の流速、圧力、エンタルピ並びに密度、粘度および熱伝導率を含む物性値の初期値を含む初期パラメータに基づき、前記二相流の流速、圧力およびエンタルピを計算する流体計算部と、前記複数の区画に対して、前記流体計算部で算出された二相流の圧力およびエンタルピに基づいて、データ格納領域に格納した前記二相流の質量流量分率を算出する数式情報と、状態方程式の情報とを参照し、前記二相流の質量流量分率を算出する質量流量分率計算部と、前記複数区画に対して、データ格納領域に格納した状態方程式の情報を参照し、前記二相流を構成する各相の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を得る一方、データ格納領域に格納した前記二相流の物性値を算出する数式情報を参照し、前記二相流を構成する各相の物性値および質量流量分率計算部が算出した前記二相流の質量流量分率に基づいて、前記二相流の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を計算する物性値計算部と、前記流体計算部が算出した二相流の流速、圧力およびエンタルピと、予め設定された計算終了条件とに基づいて、前記計算終了条件を満足するか否かを判定する計算終了判定部と、を具備することを特徴とする二相熱流動解析装置。前記解析対象となる全領域を、前記熱源領域から所定範囲内に位置する第1の領域と、前記所定範囲外に位置する第2の領域とに分割し、前記流体計算部、質量流量分率計算部および物性値計算部が前記第1の領域における前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値を算出するように構成される一方、前記第2の領域における前記二相流の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率を計算するマクロ流体計算部と、前記流体計算部が計算する前記第1の領域における前記二相流の流速、圧力およびエンタルピと、前記物性値計算部が計算する前記第1の領域における前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値と、データ格納領域に格納した前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値と前記二相流のボイド率との関係を規定した情報とに基づいて、前記物性値計算部が計算する前記第1の領域における前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値を前記二相流のボイド率へ変換して前記マクロ流体計算部へ与える第1の変換処理部と、データ格納領域に格納した前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値と前記二相流のボイド率との関係を規定した情報を参照し、前記マクロ流体計算部が算出した前記二相流のボイド率を前記二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値へ変換して前記流体計算部へ与える第2の変換処理部と、をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の二相熱流動解析装置。前記二相流は、液相と気相とで構成される気液二相流であることを特徴とする請求項1又は2記載の二相熱流動解析装置。前記熱源領域は、前記解析対象となる二相流に外部から熱を受け取る加熱領域であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の二相熱流動解析装置。前記二相流は、液相と固相とで構成される固液二相流であることを特徴とする請求項1又は2記載の二相熱流動解析装置。前記熱源領域は、前記解析対象となる二相流から熱を奪う冷却領域であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の二相熱流動解析装置。コンピュータを用いて二相流の熱流動現象を予測する方法であり、流体計算部が、流れ場を分割した複数の区画に対して、入力部から与えられた解析対象の形状データ、熱が出入する熱源領域の範囲、この熱源領域と他領域との境界条件、前記解析対象となる二相流の流速、圧力、エンタルピ並びに密度、粘度および熱伝導率を含む物性値の初期値を含む初期パラメータに基づき、前記二相流の流速、圧力およびエンタルピを計算する流体算出ステップと、質量流量分率計算部が、前記複数の区画に対して、前記流体計算ステップで算出された二相流の圧力およびエンタルピに基づいて、データ格納領域に格納した前記二相流の質量流量分率を算出する数式情報と、状態方程式の情報とを参照し、前記二相流の質量流量分率を算出する質量流量分率算出ステップと、物性値計算部が、前記複数区画に対して、データ格納領域に格納した状態方程式の情報を参照し、前記二相流を構成する各相の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を得る一方、データ格納領域に格納した前記二相流の物性値を算出する数式情報を参照し、前記二相流を構成する各相の物性値および質量流量分率算出ステップで算出された前記二相流の質量流量分率に基づいて、前記二相流の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を計算する物性値計算ステップと、計算終了判定部が、前記流体計算ステップで算出された二相流の流速、圧力およびエンタルピと、予め設定された計算終了条件とに基づいて、前記計算終了条件を満足するか否かを判定する計算終了判定ステップとを具備することを特徴とする二相熱流動解析方法。しかしながら、非特許文献1に記載される技術では、流動様式の遷移を伴う気液二相流を扱う場合、上述した構成方程式および流動様式マップが試験等から経験的に作成されるため、解析結果がマップの品質に依存するという課題がある。一方、非特許文献2に記載される技術では、上述の構成方程式と流動様式マップには依存しないものの、現状では流体の臨界点近傍を想定したvanderWaals流体などの仮想的な流体の挙動に対しての解析適用例があるのみである。すなわち、仮想的でない実際の流体での解析適用例がなく、例えば、原子力発電プラントにおける熱交換器などの実機における流体の熱流動を解析手法としては確立されるに至っていないという課題があった。本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、構成方程式および流動様式マップに依存せず、かつ、実機を対象とした条件下での二相流の熱流動現象を直接評価することができる二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法を提供することを目的とする。本発明に係る二相熱流動の解析装置は、上述した課題を解決するため、流れ場を分割した複数の区画に対して、入力部から与えられた解析対象の形状データ、熱が出入する熱源領域の範囲、この熱源領域と他領域との境界条件、前記解析対象となる二相流の流速、圧力、エンタルピ並びに密度、粘度および熱伝導率を含む物性値の初期値を含む初期パラメータに基づき、前記二相流の流速、圧力およびエンタルピを計算する流体計算部と、前記複数の区画に対して、前記流体計算部で算出された二相流の圧力およびエンタルピに基づいて、データ格納領域に格納した前記二相流の質量流量分率を算出する数式情報と、状態方程式の情報とを参照し、前記二相流の質量流量分率を算出する質量流量分率計算部と、前記複数区画に対して、データ格納領域に格納した状態方程式の情報を参照し、前記二相流を構成する各相の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を得る一方、データ格納領域に格納した前記二相流の物性値を算出する数式情報を参照し、前記二相流を構成する各相の物性値および質量流量分率計算部が算出した前記二相流の質量流量分率に基づいて、前記二相流の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を計算する物性値計算部と、前記流体計算部が算出した二相流の流速、圧力およびエンタルピと、予め設定された計算終了条件とに基づいて、前記計算終了条件を満足するか否かを判定する計算終了判定部と、を具備することを特徴とする。本発明に係る二相熱流動解析方法は、上述した課題を解決するため、コンピュータを用いて二相流の熱流動現象を予測する方法であり、流体計算部が、流れ場を分割した複数の区画に対して、入力部から与えられた解析対象の形状データ、熱が出入する熱源領域の範囲、この熱源領域と他領域との境界条件、前記解析対象となる二相流の流速、圧力、エンタルピ並びに密度、粘度および熱伝導率を含む物性値の初期値を含む初期パラメータに基づき、前記二相流の流速、圧力およびエンタルピを計算する流体算出ステップと、質量流量分率計算部が、前記複数の区画に対して、前記流体計算ステップで算出された二相流の圧力およびエンタルピに基づいて、データ格納領域に格納した前記二相流の質量流量分率を算出する数式情報と、状態方程式の情報とを参照し、前記二相流の質量流量分率を算出する質量流量分率算出ステップと、物性値計算部が、前記複数区画に対して、データ格納領域に格納した状態方程式の情報を参照し、前記二相流を構成する各相の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を得る一方、データ格納領域に格納した前記二相流の物性値を算出する数式情報を参照し、前記二相流を構成する各相の物性値および質量流量分率算出ステップで算出された前記二相流の質量流量分率に基づいて、前記二相流の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を計算する物性値計算ステップと、計算終了判定部が、前記流体計算ステップで算出された二相流の流速、圧力およびエンタルピと、予め設定された計算終了条件とに基づいて、前記計算終了条件を満足するか否かを判定する計算終了判定ステップとを具備することを特徴とする。本発明によれば、沸騰などの相変化を伴う二相流の熱流動現象を解析する際に、実験などから作成された構成方程式および流動様式マップを使用することなく、現象自体を直接評価することができる。以下、本発明の実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法について、添付の図面を参照して説明する。[第1の実施形態]図1は、本発明の第1の実施形態に係る二相熱流動解析装置の一例である第1の二相熱流動解析装置10Aの機能的な構成を概略的に示した機能ブロック図である。第1の二相熱流動解析装置10Aは、例えば、第1の二相熱流動解析装置の各手段である入力部11、流体計算部12、クォリティ計算部13、物性値計算部14、計算終了判定部15および表示部16として機能させる第1の二相熱流動解析プログラム図1において省略をコンピュータに実行させることによって、ハードウェア資源であるコンピュータとソフトウェア資源であるプログラムとが協働して実現される装置である。第1の二相熱流動解析装置10Aは、流体の流速と圧力、エンタルピを計算する流体計算部12と、二相で構成された流体の質量流量分率クォリティを計算するクォリティ計算部質量流量分率計算部13と、密度、粘度粘性係数、熱伝導率、比熱などの物性値を計算する物性値計算部14と、予め与えておいた計算終了条件を満たすか否かを判定する計算終了判定部15とを具備する。計算終了判定部15が計算終了条件を満たすと判定した場合、その直前のタイムステップで得られた計算結果が、ディスプレイ等の表示手段で構成された表示部16に表示される。なお、図1に示される符号21はクォリティを算出するために使用する数式やパラメータの情報を含むクォリティ算出情報であり、符号22は物性値を算出するために使用する数式やパラメータの情報を含む物性値算出情報である。クォリティ算出情報21および物性値算出情報22は、例えば、第1の二相熱流動解析プログラムを実行するコンピュータが読み出し可能なデータ格納領域に格納される。入力部11は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される入力装置またはコンピュータ自身が備えるキーボードやマウス等の入力手段によって実現される。入力部11は、入力された情報の種類に応じて、流体計算部12、クォリティ計算部13、物性値計算部14、計算終了判定部15および表示部16の何れかに入力された情報を与える。入力部11から与える初期パラメータとしては、例えば、流れ場を分割した複数の区画に対する解析対象の形状データ、熱が出入する熱源領域の範囲、熱源領域と他領域解析対象のうち熱源領域以外の領域との境界条件、解析対象となる二相流の流速、圧力、エンタルピ並びに密度、粘度および熱伝導率を含む物性値の初期値が含まれる。流体計算部12は、例えば、フェーズフィールド法等の公知の手法を用いて、熱流動の解析計算を行う手段である。流体計算部12は、例えば、入力部11等の入力手段から与えられた初期パラメータに基づいて、流れ場の空間を複数に分割した区画に対し、計算格子による有限体積法や有限差分法などの公知の数値解析手法を適用して計算する。流体計算部12は、流れ場の空間を複数に分割した各区画の流体が、界面を含む二相状態であるかを判定する機能と、例えば、入力部11等の入力手段から与えられた初期パラメータに基づいて、流体の流速、圧力およびエンタルピを計算する機能を有する。流体計算部12は、流体が二相の場合、相間の界面を追跡しながら当該流体の流速、圧力およびエンタルピを計算することができる。また、流体計算部12は、流体が単相の場合には、当該相における流体の流速、圧力およびエンタルピを計算することができる。クォリティ計算部13は、流れ場の空間を複数に分割した各区画の流体が界面を含む二相状態である場合、流体計算部12で算出された圧力、エンタルピ、および予め読み出し可能なクォリティ算出情報21が有する情報に基づいて、界面を含む区画に対して質量流量分率クォリティを計算する手段である。また、クォリティ計算部13は、例えば、機械学会等の機関が提供する蒸気表などで与えられる状態方程式を用いて、飽和状態での液体および気体の物性値を計算する機能と、流れ場の空間を複数に分割した各区画の流体が界面を含む二相状態である場合、流体計算部12で算出された圧力、エンタルピ、および予め読み出し可能なクォリティ算出情報21が有する情報に基づいて、界面を含む区画に対して質量流量分率クォリティを計算する機能と、質量流量分率の計算結果を物性値計算部14へ出力する機能とを有する。クォリティ算出情報21は、蒸気表などで与えられる状態方程式の情報と、質量流量分率クォリティxを算出する数式情報とを有する。質量流量分率xは、流体計算部12で求めた区画における二相流のエンタルピh、流体計算部12で算出された圧力、エンタルピおよび上記状態方程式から導出される低温相のエンタルピhl、高温相のエンタルピhhとする場合、以下の式1によって算出される。なお、質量流量分率xは、相変化する物質の種類によって異なるので、複数種類の物質を解析対象とする場合には物質毎に用意する。物性値計算部14は、流体計算部12が算出した各区画での圧力とエンタルピ、クォリティ計算部13が算出した質量流量分率クォリティおよび予め読み出し可能な物性値算出情報22が有する情報に基づいて、単相および二相の流体の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を計算する手段である。物性値算出情報22は、蒸気表などで与えられる状態方程式の情報と、二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を算出する数式情報とを有する。二相流の密度ρ、気体体積率ボイド率αg、液体体積率αl、粘度μ、熱伝導率λ、比熱cpについては、それぞれ、以下の式2~10によって算出される。なお、上記物性値は、相変化する物質の種類によって異なるので、複数種類の物質を解析対象とする場合には物質毎に用意する。なお、単相固相、液相および気相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値については、物性値計算部14が蒸気表などで与えられる状態方程式の情報を参照することで取得できる。計算終了判定部15は、流体計算部12が算出した流体の流速、圧力、エンタルピの算出結果および予め指定された計算終了条件に基づいて、予め指定された計算終了条件を満足するか否かを判定する手段である。計算終了条件の与え方としては、例えば、流体の質量、運動量およびエネルギの三つの保存法則から与えられる収束条件を与えたり、パラメータおよび値を指定して与えたり、計算を終了するタイムステップ数で与えたり等、幾つかの方法を採用することができる。計算終了判定部15は、予め指定された計算終了条件を満足していると判断した場合、現在の1タイムステップで算出した流体の流速、圧力およびエンタルピ、並びに、密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を計算結果として表示部16へ与える。一方、予め指定された計算終了条件を満足していないと判断した場合、現在の1タイムステップで算出した流体の流速、圧力およびエンタルピ、並びに、密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を流体計算部12に与える。表示部16は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される表示装置またはコンピュータ自身が備えるディスプレイ等の表示手段によって実現される。表示部16は、入力部11が受け付けた表示要求または計算終了判定部15から計算結果の表示要求を受け取ると、当該表示要求に応じた内容を画面表示する。例えば、流体計算部12が算出した各区画での圧力とエンタルピの算出結果を表示する旨の要求を入力部11から表示部16が受け取った場合、表示部16は流体計算部12が算出した各区画での圧力とエンタルピの算出結果を画面表示する。また、計算結果の表示要求を計算終了判定部15から表示部16が受け取った場合、計算終了条件を満足したタイミングでの物性値例えば、流速、圧力、エンタルピ、密度、粘度、熱伝導率および比熱等を計算終了判定部15から受け取り、画面表示する。このように、第1の二相熱流動解析装置10Aは、流れ場を分割した複数の区画に対して、入力部11から与えられた解析対象の初期パラメータに基づき、解析対象となる流体の流速、圧力、エンタルピを計算する流体計算部12と、前記複数の区画に対して、流体計算部12で算出された二相流の圧力およびエンタルピに基づいて、データ格納領域に格納した二相流の質量流量分率を算出する数式情報と状態方程式の情報とを有するクォリティ算出情報21を参照して二相流の質量流量分率を算出する質量流量分率計算部13と、前記複数区画に対して、データ格納領域に格納した二相流の物性値を算出する数式情報と状態方程式の情報とを有する物性値算出情報22を参照し、二相流を構成する各相の密度、粘度粘性係数および熱伝導率を含む物性値を得る一方、二相流を構成する各相の物性値および質量流量分率計算部13が算出した二相流の質量流量分率に基づいて、二相流の密度、粘度および熱伝導率を含む物性値を計算する物性値計算部14と、流体計算部14が算出した二相流の流速、圧力およびエンタルピと、予め設定された計算終了条件とに基づいて、計算終了条件を満足するか否かを判定する計算終了判定部15と、を具備する。続いて、本発明の第1の実施形態に係る二相熱流動解析方法の一例である第1の二相熱流動解析方法について説明する。図2は、第1の二相熱流動解析方法の一例であり、第1の二相熱流動解析装置10Aが行う第1の二相熱流動解析手順の処理手順を示す処理フロー図である。第1の二相熱流動解析手順は、流体算出部12が流体の流速、圧力、エンタルピを算出する流体算出ステップステップS1と、クォリティ算出部13が二相で構成された流体のクォリティを算出するクォリティ算出ステップステップS2と、物性値計算部14が密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を計算する物性値算出ステップステップS3と、計算終了判定部15が予め与えておいた計算終了条件を満たすか否かを判定する計算終了判定ステップステップS4とを具備する。第1の二相熱流動解析手順は、第1の二相熱流動解析手順の処理実行要求およびステップS1以降の計算で必要な初期パラメータの入力を受け付けると、処理手順の実行を開始するSTART。ここで、初期パラメータは、例えば、流れ場における形状データ、加熱または冷却区域の境界条件、および流体の流速、圧力、エンタルピ、温度、そして、密度、粘度、熱伝導率、比熱等の物性値である。ステップS1では、流体計算部12が、流れ場の空間を複数に分割した区画に対して、入力を受け付けた初期パラメータに基づいて、流れ場の空間を複数に分割した各区画の流体が蒸気もしくは液体のみからなる単相状態であるか、または、界面を含む二相状態であるかを判定し、流体の流速、圧力およびエンタルピを計算する流体算出ステップ。流体計算部12は、例えば、入力を受け付けた初期パラメータに基づき、相間の界面の存否を判断し、解析を行う流体が単相状態であるか二相状態であるかを判定する。そして、界面を含む二相状態と判断した場合には、例えば、フェーズフィールド法等に基づいて二相流体の流速、圧力およびエンタルピを計算する。流体の流速、圧力およびエンタルピが算出されると、ステップS1の処理ステップは完了する。続くステップS2では、クォリティ計算部13が、ステップS1で算出された流体の圧力およびエンタルピと、クォリティ算出情報21を参照して、界面を含む区画に対して質量流量分率クォリティを計算するクォリティ算出ステップ。質量流量分率は、クォリティ計算部13が、クォリティ算出情報21に含まれる上述した式1を用いて、式1の各パラメータh,hl,hhに数値を代入して計算することで算出することができる。ここで、式1に含まれる二相流のエンタルピhは、流体計算部12が算出したものを用いる。また、低温相のエンタルピhl、高温相のエンタルピhhは、クォリティ算出情報21に含まれる状態方程式を用いて計算した結果を用いる。質量流量分率が算出されると、ステップS2の処理ステップは完了する。続くステップS3では、物性値計算部14が流体算出ステップステップS1で算出された各区画での圧力とエンタルピと、クォリティ算出ステップステップS2で算出された算出された質量流量分率クォリティxと、物性値算出情報22が有する二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を算出する数式情報式2~10とに基づいて、二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を計算する物性値算出ステップ。このステップS3で算出される物性値は、ステップS1での入力に対して1タイムステップ後の物性値である。二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値が算出されると、ステップS3の処理ステップは完了する。続くステップS4では、計算終了判定部15が予め指定された計算終了条件を満足するか否かを判定し、満たすと判断した場合ステップS4でYESの場合、第1の二相熱流動解析手順は終了するEND。一方、計算終了判定部15が予め指定された計算終了条件を満たさないと判断した場合ステップS4でNOの場合、ステップS1に戻り、ステップS1以降の処理を繰り返す。すなわち、次の1タイムステップ後における流体の流速、圧力、エンタルピ、温度、そして、密度、粘度、熱伝導率、比熱等の物性値の計算を開始する。ステップS1以降の処理ステップがnnは2以上の自然数回目以降の場合、直前のタイムステップであるn-1回目で算出された流体の流速、圧力、エンタルピ、温度、そして、密度、粘度、熱伝導率、比熱等の物性値が使用される。次に、解析対象となる流体および熱源領域における熱の出入加熱または冷却に応じた第1の二相熱流動解析方法の実施例について説明する。1第1の実施例第1の実施例は、解析対象となる流体は水とし、解析領域を囲む境界の一部となる熱源領域は解析対象である流体水を加熱する場合の例である。第1の実施例では、熱源領域が流体水を加熱することによって、水が沸騰して蒸気泡が発生する現象を解析により評価することを考える。第1の実施例の場合、クォリティ算出情報21として、飽和状態での水の物性値を計算する状態方程式の情報が蒸気表などで与えられ、クォリティ計算部13が式1によって与えられる質量流量分率xを計算する。また、物性値算出情報22の物性値を算出する数式情報としては、式2,3があれば気液二相流の密度ρを、式4があれば気液二相流の気体体積率ボイド率αgを、式6があれば気液二相流の粘度μを、式8があれば気液二相流の熱伝導率λを、式10があれば気液二相流の比熱cpを算出することができる。第1の実施例では、水が熱源領域加熱領域において沸騰し蒸気が発生する挙動を解析し、構成方程式を用いずに沸騰熱伝達などの二相流現象を評価することができる。2第2の実施例第2の実施例は、解析対象となる流体は水蒸気とし、解析領域を囲む境界の一部となる熱源領域は解析対象である流体水蒸気を冷却する場合の例である。第2の実施例では、熱源領域が流体水蒸気を冷却することによって、凝縮して液体となる現象を解析により評価することを考える。第2の実施例の場合、クォリティ算出情報21として、飽和状態での水蒸気の物性値を計算する状態方程式の情報が蒸気表などで与えられ、クォリティ計算部13が式1によって与えられる質量流量分率xを計算する。また、物性値算出情報22の物性値を算出する数式情報としては、式2,3があれば気液二相流の密度ρを、式4があれば気液二相流の気体体積率ボイド率αgを、式6があれば気液二相流の粘度μを、式8があれば気液二相流の熱伝導率λを、式10があれば気液二相流の比熱cpを算出することができる。第2の実施例では、水蒸気が熱源領域冷却領域において凝縮し水が発生する挙動を解析し、構成方程式を用いずに凝縮熱伝達などの二相流現象を評価することができる。3第3の実施例第3の実施例は、解析対象となる流体は水または氷とする。すなわち、解析対象となる流体が水であり、解析領域を囲む境界の一部となる熱源領域が水を冷却する冷却領域である場合には、水が冷却され凝固して氷を形成する現象を解析により評価する例である。また、解析対象となる流体が氷であり、解析領域を囲む境界の一部となる熱源領域が氷を加熱する加熱領域である場合には、氷が融解し水を形成する現象を解析により評価する例である。第3の実施例の場合、クォリティ算出情報21として、飽和状態での水蒸気の物性値を計算する状態方程式の情報が蒸気表などで与えられ、クォリティ計算部13が式1によって与えられる質量流量分率xを計算する。また、物性値算出情報22の物性値を算出する数式情報としては、式2,3があれば固液二相流の密度ρを、式5があれば固液二相流の液体体積率αlを、式7があれば固液二相流の粘度μを、式9があれば固液二相流の熱伝導率λを、式10があれば二相流の比熱cpを算出することができる。第3の実施例では、水が熱源領域冷却領域において凝固し氷を形成する過程、および氷が熱源領域加熱領域において融解し水を形成する過程を解析し、構成方程式を用いずに相間の熱交換などの固液二相流現象を評価することができる。4第4の実施例第4の実施例は、上記第1~3の実施例で解析対象とした物質である水の代わりに、水以外の物質を適用した実施例である。第4の実施例では、クォリティ算出情報21および物性値算出情報22として解析対象とする物質の情報を使用する。これにより、クォリティ計算部13が、解析対象とする流体の実用状態方程式等を用いて、流体の飽和状態における物性値、およびクォリティを計算することができる。すなわち、この実施例では、水以外の物質を解析対象とする場合であっても、上記第1~3の実施例と同様の結果を得ることができる。このように、第1の二相熱流動解析装置10Aおよび第1の二相熱流動解析方法によれば、水等の流体に対して、従来は構成方程式で与えられていた沸騰熱伝達率などの物理量物性値を、構成方程式を用いることなく、計算結果として直接求めることができる。すなわち、第1の二相熱流動解析装置10Aおよび第1の二相熱流動解析方法によれば、構成方程式を用いることなく沸騰熱伝達または凝縮熱伝達などの二相流現象を直接評価することができる。[第2の実施形態]本発明の第2の実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法は、本発明の第1の実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法よりも、より広範な領域を効率良く解析できるように図った装置および方法である。図3は、本発明の第2実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法により数値解析する二つの計算領域および二相流現象を生じさせる熱が出入りする熱源領域を示す説明図である。図3に示されるように、本発明の第2実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法では、熱源領域の一例である加熱壁面31から所定の距離よりも近い領域である沸騰計算領域32と、遠い領域であるマクロ流体計算領域33との二つの領域に解析対象区域を分割して解析を行う。本発明の第2実施形態に係る二相熱流動解析装置および二相熱流動解析方法では、沸騰計算領域32における流体計算を、フェーズフィールド法等を適用した相変化現象を直接評価できる手法を用いて行う一方、それ以外の領域、すなわち、マクロ流体計算領域33における流体計算を、例えば、非特許文献1等に記載される従来手法の一例である二流体モデルを適用して行う。なお、図3に示される符号BLは、二つの計算領域32,33の境界である計算領域境界である。また、図3に示される熱源領域の一例である加熱壁面31は、流体を加熱する場合における熱源領域の例であり、逆に流体を冷却する場合には冷却壁面となる。図4は、本発明の第2の実施形態に係る二相熱流動解析装置の一例である第2の二相熱流動解析装置10Bの機能的な構成を概略的に示した機能ブロック図である。図4に示されるように、第2の二相熱流動解析装置10Bは、第1の二相熱流動解析装置10Aに対して、マクロ流体計算部36と、第1の変換処理部37と、第2の変換処理部38とをさらに具備する点で異なる。そこで、本実施形態の説明では、上述した第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。第2の二相熱流動解析装置10Bは、例えば、第2の二相熱流動解析装置の各手段である入力部11、流体計算部12、クォリティ計算部13、物性値計算部14、計算終了判定部15、表示部16、マクロ流体計算部36、第1の変換処理部37および第2の変換処理部38として機能させる第2の二相熱流動解析プログラム図4において省略をコンピュータに実行させることによって、ハードウェア資源であるコンピュータとソフトウェア資源であるプログラムとが協働して実現される装置である。第2の二相熱流動解析装置10Bは、第1の二相熱流動解析装置10Aが具備する流体計算部12、クォリティ計算部13、物性値計算部14および計算終了判定部15に加え、マクロ流体計算部36と、第1の変換処理部37と、第2の変換処理部38とをさらに具備して構成される。なお、図4に示される符号39は、第1の変換処理部37および第2の変換処理部38がパラメータの変換処理を行うために使用する式またはテーブル等の情報を含む変換処理情報である。変換処理情報39は、例えば、第2の二相熱流動解析プログラムを実行するコンピュータが読み出し可能なデータ格納領域に格納される。マクロ流体計算部36は、分割された2つの区域、すなわち、沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界における二相流の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率気体体積率が等しくなるという境界条件が与えられ、マクロ流体計算領域33における二相流の流速、圧力、エンタルピ、ボイド率を計算するマクロ流体計算を行う。マクロ流体計算部36に与える境界条件は、第1の変換処理部37が、他方の領域である沸騰計算領域32における流体の流速、圧力およびエンタルピを少なくとも含むパラメータを、マクロ流体計算を行うのに必要な流体の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率を少なくとも含むパラメータに変換することによって与えられる。また、流体計算部12は、沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界における二相流の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率が等しくなるという境界条件が与えられ、沸騰計算領域32における流体の流速、圧力、エンタルピを計算するものである。流体計算部12に与える境界条件は、第2の変換処理部38が、他方の領域であるマクロ流体計算領域33における流体の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率を少なくとも含むパラメータに変換することによって与えられる。流体計算部12とマクロ流体計算部36で得られた結果を計算終了判定部15に入力し、両方の結果が、予め指定された計算終了条件を満足するか否かを判定する。このように、第2の二相熱流動解析装置10Bは、第1の二相熱流動解析装置10Aに対して、解析対象となる全領域を、熱源領域から所定範囲内に位置する沸騰計算領域32と、沸騰計算領域32外のマクロ流体計算領域33とに分割し、流体計算部12、質量流量分率計算部13および物性値計算部14が沸騰計算領域32における二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値を算出するように構成される点で相違する。また、第2の二相熱流動解析装置10Bは、第1の二相熱流動解析装置10Aに対して、マクロ流体計算領域33における二相流の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率を計算するマクロ流体計算部36と、流体計算部12が計算する沸騰計算領域32における二相流の流速、圧力およびエンタルピと、物性値計算部14が計算する沸騰計算領域32における二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値と、データ格納領域に格納した二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値と当該二相流のボイド率との関係を規定した情報とを有する変換処理情報39に基づいて、沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界における二相流のボイド率を求め、当該境界における境界条件をマクロ流体計算部36へ与える第1の変換処理部37と、データ格納領域に格納した変換処理情報39を参照し、マクロ流体計算部36が算出した二相流のボイド率を当該二相流の密度、粘度および熱伝導率の少なくとも何れか一つの物性値へ変換して流体計算部12へ与える第2の変換処理部38と、をさらに具備する点で相違する。続いて、本発明の第2の実施形態に係る二相熱流動解析方法の一例である第2の二相熱流動解析方法について説明する。図5は、第2の二相熱流動解析方法の一例であり、第2の二相熱流動解析装置10Bが行う第2の二相熱流動解析手順の処理手順を示す処理フロー図である。第2の二相熱流動解析手順は、第1の二相熱流動解析手順に対して、マクロ流体算出ステップステップS12と、第1のパラメータ変換処理ステップステップS11と、第2のパラメータ変換処理ステップステップS13とをさらに具備する点と、計算終了判定ステップステップS4の代わりに計算終了判定ステップステップS14を具備する点で異なる。そこで、第2の二相熱流動解析手順の説明では、上述した第1の二相熱流動解析手順と異なる点を中心に説明し、同じ処理ステップについては、同じステップ番号を付して説明を省略する。第2の二相熱流動解析手順は、沸騰計算領域32における二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を算出する沸騰計算領域解析工程ステップS1~ステップS3と、マクロ流体計算領域33における二相の密度、粘度、熱伝導率、比熱などの物性値を算出するマクロ流体計算領域解析工程ステップS12と、沸騰計算領域解析工程とマクロ流体計算領域解析工程との間で相互にパラメータを変換するパラメータ変換工程ステップS11,ステップS13と、を具備する。また、第2の二相熱流動解析手順は、計算終了判定ステップステップS14を具備する。第2の二相熱流動解析手順の処理実行要求およびステップS1以降の計算で必要な初期パラメータの入力を受け付けると、処理手順の実行を開始しSTART、沸騰計算領域解析工程と、マクロ流体計算領域解析工程とが開始される。沸騰計算領域解析工程では、流体算出ステップステップS1と、クォリティ算出ステップステップS2と、物性値計算ステップステップS3とが順次実行され、物性値計算ステップステップS3で入力に対して1タイムステップ後の物性値である密度、粘度、熱伝導率、比熱などが算出されると、沸騰計算領域解析工程は完了する。なお、流体算出ステップステップS1を実行するにあたっては、第2の変換処理部38が変換処理した沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界における二相流の流速、圧力およびエンタルピが、当該境界条件として流体計算部12に与えられる図5に示されるB。沸騰計算領域解析工程が完了すると、第1の変換処理部37がパラメータ変換工程を実行する。すなわち、第1の変換処理部37が、沸騰計算領域解析工程で算出されたパラメータをマクロ流体計算領域解析工程の実行に必要となるパラメータへ変換する第1のパラメータ変換処理ステップステップS11を実行する。第1のパラメータ変換処理ステップでは、第1の変換処理部37が変換処理情報39を参照して、沸騰計算領域32における流体の流速、圧力およびエンタルピを少なくとも含むパラメータを、マクロ流体計算領域33におけるマクロ流体計算を行うのに必要な流体の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率を少なくとも含むパラメータに変換する。より詳細には、第1の変換処理部37が、物性値計算部14が算出する沸騰計算領域32における物性値と、例えば、密度とボイド率との関係を規定した式4の情報等の物性値とボイド率との関係を規定した情報を含む変換処理情報39を参照して、ボイド率を計算する。そして、第1の変換処理部37は、算出したボイド率を、沸騰計算領域解析工程で得られた沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界における二相流の流速、圧力およびエンタルピとともにマクロ流体計算部36へ与える。第1のパラメータ変換処理ステップステップS11は、第1の変換処理部37が、沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界条件として、当該境界における二相流の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率をマクロ流体計算部36へ与えると完了する。ステップS11が完了すると、ステップS14に進み、計算終了判定部15が計算終了判定ステップを実行する。計算終了判定ステップステップS14では、計算終了判定部15が予め指定された計算終了条件を満足するか否かを判定し、満たすと判断した場合ステップS14でYESの場合、第2の二相熱流動解析手順は終了するEND。一方、計算終了判定部15が予め指定された計算終了条件を満たさないと判断した場合ステップS14でNOの場合、ステップS1およびステップS12に戻り図5に示されるC、ステップS1以降およびステップS12以降の処理ステップを繰り返す。すなわち、次の1タイムステップ後における沸騰計算領域解析工程ステップS1~ステップS3およびマクロ流体計算領域解析工程ステップS12が実行される。マクロ流体計算領域解析工程では、マクロ流体計算部36がマクロ流体計算領域33を流動する流体についてマクロ流体計算して、当該流体の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率気体体積率を算出するマクロ流体算出ステップを実行するステップS12。なお、マクロ流体計算するのに必要となるパラメータのうちボイド率気体体積率については、変換処理情報39に含まれる物性値とボイド率との関係を規定した情報に基づいて算出された値が使用される図5に示されるA。マクロ流体計算領域33を流動する流体の流速、圧力、エンタルピおよびボイド率が算出されると、マクロ流体計算領域解析工程を完了する。マクロ流体計算領域解析工程が完了すると、第2の変換処理部38がパラメータ変換工程を実行する。すなわち、第2の変換処理部38が、マクロ流体計算領域解析工程で算出されたパラメータを沸騰計算領域解析工程の実行に必要となるパラメータへ変換する第2のパラメータ変換処理ステップステップS13を実行する。第2のパラメータ変換処理ステップステップS13は、第2の変換処理部38が沸騰計算領域32とマクロ流体計算領域33との境界条件として、当該境界における二相流の流速、圧力およびエンタルピを流体計算部12に与えると完了する。ステップS13が完了すると、ステップS14に進み、計算終了判定部15が計算終了判定ステップを実行する。第2の二相熱流動解析装置10Bおよび第2の二相熱流動解析方法によれば、構成方程式を用いることなく沸騰熱伝達または凝縮熱伝達などの二相流現象を直接評価することができる。また、沸騰現象等の相変化現象が発生する壁面近傍の領域沸騰計算領域32は沸騰現象等の相変化現象を直接評価し、壁面から離れた領域マクロ流体計算領域33は二流体モデルによるマクロ流体計算を適用することにより、効率的に解析することができる。以上、本発明の実施形態に係る二相熱流動の解析装置および解析方法によれば、水等の流体に対して、構成方程式や流動様式マップを用いずに、沸騰熱伝達または凝縮熱伝達などの二相流現象を直接評価することができる。また、加熱冷却壁面31から離れた領域をマクロ流体計算領域33と設定して二流体モデルによるマクロ流体計算を適用した実施形態では、より広範な領域を効率的に解析することができる。なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。"