トップ - 技術ドキュメント - OpenFOAM 使い方メモ - OpenFOAM 付属チュートリアル一覧

回転翼による流れの撹拌

更新:2018/12/17
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/compressible/rhoPimpleDyMFoam/annularThermalMixer

概要

流れの中に置かれた回転翼が流れを撹拌する様子を2秒間だけ計算します。

解析領域は同心円状の2つの円筒に分けられています。内側の円筒には回転軸(領域 shaft:下図の青色部)とそれに取り付けられた翼(領域 rotorBlades:下図の緑色部)、外側の円筒には静止翼(領域 statorBlades:下図の赤色部)が存在し、さらに内側の円筒は速度 25 rad/s で回転しています。また内側の円筒の Z 最小面から 0.2 m/s、 外側の円筒の Z 最小面から 0.1 m/s で流れが流入し、両円筒の Z 最大面から流出します。

モデル形状 モデル形状

境界条件や内側の円筒の回転量はフォルダ constant 内のファイル boundaryConditions、caseSettings で定義され、これらファイルをインクルードすることで参照されています

例えば内側の円筒の回転量はフォルダ constant 内のファイル dynamicMeshDict で以下のように定義されていますが実際の回転量 omega の値はファイル caseSettings で定義され、それを $:meshMotionProperties.omega で参照しています。

#include "${FOAM_CASE}/constant/caseSettings"

dynamicFvMesh   solidBodyMotionFvMesh;

solidBodyMotionFvMeshCoeffs
{
	cellZone        rotatingZone;

	solidBodyMotionFunction  rotatingMotion;
	rotatingMotionCoeffs
	{
		origin      (0 0 0);
		axis        (0 0 1);
		omega       $:meshMotionProperties.omega;
	}
}

乱流モデルは標準 k-ε モデルを使用しています。

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は198676です。

メッシュ メッシュ
メッシュ(回転軸と翼部) メッシュ(回転軸と翼部)
メッシュ断面 メッシュ断面

計算結果は以下の通りです。

流速(U)

最終時刻での領域中央断面での様子は以下の様になります。

最終時刻での流速(U) 最終時刻での流速(U)
最終時刻での密度(rho) 最終時刻での密度(rho)
最終時刻での温度(T) 最終時刻での温度(T)

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/compressible/rhoPimpleDyMFoam/annularThermalMixer annularThermalMixer
cd annularThermalMixer

# メッシュを作成
surfaceFeatureExtract
blockMesh
snappyHexMesh -overwrite
createBaffles -overwrite
mergeOrSplitBaffles -split -overwrite

# 初期条件をコピー
cp -r 0.orig 0

rhoPimpleDyMFoam

paraFoam

計算時間

50分44.93秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-8700 CPU @ 3.20GHz 3.19GHz