2次元円柱周りの流れ計算で[[snappyHexを使って・・・という記事>]]があった。これまでsnappyで2次元メッシュということを考えたことがなかったが、確かに細分割指定しなければ、2次元メッシュも作成できるわなぁ。。。と新たな発見(?)をした思い。
⇒ DEXCS-OpenFOAMでチャチャッとやってみた。~
simpleFoamは定常計算なので、仮にカルマン渦が計算できたとして、物理的にどういう意味があるのか?という問題もありますが、計算パラメタを色々変えると結果がそれなりに変化して、数値計算の色んな事象を理解する助けにもなりそうです。
形状作成
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-↑とりあえずデフォルトのモデルをオープン
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-↑中味を全部削除し、外枠だけ残す
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-↑スペースキーを押して、円柱を配置
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-↑数値パッドを使って、円柱の位置を決める
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-↑サイズを1/2(直径=1)にしました⇒dexcs.stlとしてNamedAscii形式のエキスポートしておく
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-↑外枠(基礎メッシュ)のサイズ(厚み)も円柱と同じになるようにした
-↓外枠(基礎メッシュ)の位置をずらした(下右)
基礎メッシュ作成
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-blockMeshExporter GUI を使って、blockMeshDictを作成(分割数は、x方向100、、y方向1、z方向50)
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-blockMesh作成⇒autoPatch実行して、とりあえずパッチの名前を表示確認
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-↑createPatchDictを編集。上下面をwall2、サイド面をwallに変更。wall2のtypeはemptyに。
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-↑createPatchを実行して、パッチの名前を表示確認
snappyHexメッシュ作成
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-↑ポイントは、円柱(dexcs.stl)をにチェックマークを付けるが、細分割指定をしない(Smax,Smin=0)ということ。レイヤーメッシュは付加すること可能。
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-↑基礎メッシュの一を動かしたので、メッシュ制御点も変更
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-↑メッシュ確認。メッシュ数:4,988、節点数:10,300作成に要した計算時間はほんの数秒。
流体特性
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-↑動粘性係数は1.0e-4
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-↑乱流モデルは使用しない
境界条件
-DEXCSのデフォルトから境界名が変わっているので、patch名取得ボタンを押してから境界条件を設定
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-乱流モデルは使用しないが、k、epsillonの初期値は必要
-流入風速を0.1としたので、レイノルズ数1000の流れ計算ということになる~
( Re=UD/ν : U=0.1,D=1,ν=1.0e-4)
計算結果
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-計算時間は1分弱
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-↑残渣グラフ。定常解が見つからず、安定した水準で推移
ケーススタディ
さて、ここからが本題。計算パラメタを色々変えてみよう!
fvSchemes
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-↑divSchemesのブロック、デフォルトでupwindになっている部分をlinearに変えてみた
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-↑カルマン渦の構造がよりはっきりしてきた
流入風速を10倍に
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乱流モデルをkOmegaSSTに
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-でも、乱流計算はしない
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-乱流計算もやってみる
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実は最初の1歩に分かれ道が。。。
これまでは、potentialFoamを実施していませんでしたが、これを実施してから計算すると。。。
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-あっさり収束して、
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-カルマン渦のない流れ場構造になります。
-定常計算解としては、こちらが正しいということなんでしょうけど。。。