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サイクロン流れへの質量粒子の流入

更新:2018/3/16
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/lagrangian/MPPICFoam/cyclone

概要

円筒形の容器に流入口(下図の赤色)から空気が流速 (-10, 0, 0) m/s で流入し、流出口(下図の青色)から流出します。全体で7秒間分の計算を行ないますが、時刻1秒からの4秒間、流入口から粒子が流入します。

モデル形状 モデル形状
モデル形状(半透明表示) モデル形状(半透明表示)

離散粒子の物性はディレクトリ constant 内のファイル kinematicCloudProperties で定義されています。粒子の流入位置、流入開始時刻、流入持続時間、速度、サイズ分布などは subModels の injectionModels で以下のようにして定義されています。

injectionModels
{
	model1
	{
		type patchInjection;
		massTotal 40;
		SOI 1;
		parcelBasisType mass;
		patchName inlet;
		duration 4;
		parcelsPerSecond 100644;
		U0 (-10 0 0);
		flowRateProfile constant 1;
		sizeDistribution
		{
			type normal;
			normalDistribution
			{
				expectation 100e-6;
				variance 25e-6;
				minValue 20e-6;
				maxValue 180e-6;
			}
		}
	}
}

メッシュは以下の通りです。メッシュ数は34240です。

メッシュ メッシュ

計算結果は以下の通りです。

離散粒子の動き(粒子流入開始後の様子、色は流速の大きさ)
時刻1.1秒での離散粒子と流速の大きさ 時刻1.1秒での離散粒子と流速の大きさ
時刻2秒での離散粒子と流速の大きさ 時刻2秒での離散粒子と流速の大きさ
時刻5.1秒での離散粒子と流速の大きさ 時刻5.1秒での離散粒子と流速の大きさ
時刻6秒での離散粒子と流速の大きさ 時刻6秒での離散粒子と流速の大きさ
時刻7秒での離散粒子と流速の大きさ 時刻7秒での離散粒子と流速の大きさ

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/lagrangian/MPPICFoam/cyclone
cd cyclone

cp $FOAM_TUTORIALS/resources/geometry/cyclone.stl.gz constant/triSurface

blockMesh
snappyHexMesh -overwrite
decomposePar
mpirun -np 12 MPPICFoam -parallel
reconstructParMesh
reconstructPar

paraFoam

計算時間

13時間58分33.1秒 ※12並列、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz