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チャネル流れ(LES)

更新:2017/6/1
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/channel395

概要

0秒から1000秒までの間のチャネル流れを計算します。

直方体の計算領域を考え、領域 topWall(Y最大面)、領域 bottomWall(Y最小面)は流速 (0, 0, 0) m/s に固定、それ以外の領域は周期境界とします。乱流計算には LES(渦粘性モデル WALE)を使用します。また平均流速 (0.1335, 0, 0) m/s となるよう領域全体に運動量を与えています。この設定はファイル constant/fvOptions で以下の様に指定します。

momentumSource
{
    type            meanVelocityForce;
    active          yes;

    meanVelocityForceCoeffs
    {
        selectionMode all;

        fields (U);
        Ubar (0.1335 0 0);
    }
}		

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は60000です。

メッシュ メッシュ

計算した流速、圧力を可視化するために ParaView 上で「Properties」タブの「U」、「p」にチェックを入れます。

「U」、「p」にチェック 「U」、「p」にチェック

計算結果は以下の通りです。

最終時刻での流速(U) 最終時刻での流速(U)
最終時刻での圧力(p) 最終時刻での圧力(p)

計算後にユーティリティ― postChannel を使用して Y 軸方向の流れの分布を計算しています。計算の設定はファイル constant/postChannelDict で以下の様に指定します。計算結果はディレクトリ graphs に各時刻ごとに保存されます。

patches         ( bottomWall );
component       y;
symmetric       true;	

結果データはテキストとして保存されるので適当な表計算ソフトウェアなどでグラフ化できます。

最終時刻での Y 対 Uf の関係 最終時刻での Y 対 Uf の関係

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/channel395 channel395
cd channel395

blockMesh

decomposePar -cellDist
mpirun -np 4 pimpleFoam -parallel
reconstructPar

postChannel

# 3次元可視化
paraFoam

# postChannelの結果をグラフ描画
gnuplot
gnuplot> plot "graphs/1000/Uf.xy"

3次元可視化には「paraFoam」を、postChannelの結果をグラフ描画には「gnuplot」を使用しています。

計算時間

12分57.06秒 ※4並列、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz

参照