2. 解析モデル
解析対象は、90℃のコーヒーが注がれたカップ内に5℃のミルクが滴下される状況を模擬したものです。「コーヒーにミルクを入れる」という操作によって、カップ内の液体には多くの物理過程（異種液体の混合、気液界面の動的変化、熱移動）が同時に発生することによって複雑な流れが発生します。
図1に示すように、カップは円筒形容器としてモデル化し、初期状態ではコーヒーが静置された状態から始めます。ミルクは上部液面付近から流入し、コーヒー内での拡散・混合挙動を計算します。ただし、異種液体の混合と温度変化による密度変化は運動量保存式で浮力項（重力項）でのみ考慮します（ブシネスク近似）。
スプーンによる攪拌操作を想定し、初期条件としてランキン渦（剛体回転、ポテンシャル流）の速度場を設定し、攪拌効果を与えます。
気液界面はVOF法（Volume of Fluid）で扱い、コーヒー表面の変形も解析対象に含めます。
図1 解析モデル
流体の物性値を以下に示します。
| 密度 [kg/m3] | 動粘性係数 [m2/s] | 比熱 [J/kgK] | 熱伝導率 [W/m] | 体膨張係数 [1/K] | |
| 空気 | 1.188 | 1.535e-5 | 1007 | 0.02572 | |
| コーヒー＋ミルク | 966.73 | 3.967e-7 | 4196.2 | 0.6671 | 0.0002 |
コーヒーとミルクの表面張力係数は0.06、初速度はU=(5y, -5x, 0)としています。温度の境界条件としては、カップ壁面で熱流束指定（10W/m2）、上面で断熱としています。ミルクは5秒間で約5mL投入します。
