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くさび型の障害物への超音速流れの衝突

更新:2018/12/17
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/compressible/rhoCentralFoam/wedge15Ma5

概要

温度 1 K における音速が 1 m/s となるよう「正規化」した仮想的な非粘性気体の流れが、超音速で障害物へ衝突する様子の解析を 0.2 秒間分だけ行います。

領域 inlet から 5 m/s(マッハ数 5)で気体が流入し、領域 outlet から計算領域外に流出します。領域 top、bottom は対称境界とし、領域 obstacle を滑り壁の障害物とします。

モデル形状 モデル形状

乱流モデルは使用せずに、解析は2次元として行います。

気体の物性は以下の様にファイル constant/thermophysicalProperties で指定します。

mixture
{
    specie
    {
        nMoles          1;
        molWeight       11640.3;
    }
    thermodynamics
    {
        Cp              2.5;
        Hf              0;
    }
    transport
    {
        mu              0;
        Pr              1;
    }
}

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は16128です。

メッシュ メッシュ

計算結果は以下の通りです。

流速の大きさは以下の様になります。

0.02 秒での流速(U) 0.02 秒での流速(U)
0.06 秒での流速(U) 0.06 秒での流速(U)
0.02 秒での流速(U) 0.2 秒での流速(U)

また圧力分布は以下の様になります。

0.02 秒での圧力(p) 0.02 秒での圧力(p)
0.06 秒での圧力(p) 0.06 秒での圧力(p)
0.2 秒での圧力(p) 0.2 秒での圧力(p)

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/compressible/rhoCentralFoam/wedge15Ma5 wedge15Ma5
cd wedge15Ma5

blockMesh
rhoCentralFoam

paraFoam

計算時間

9.41秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-8700 CPU @ 3.20GHz 3.19GHz