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円筒型ミキサーの2次元解析

更新:2017/6/1
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/incompressible/simpleFoam/mixerVessel2D

概要

MRF 機能を用いて下図のようなミキサーの解析を行います。領域 rotor が Z 軸を回転軸として 104.72 rad/s で回転します。Z 方向は1メッシュとして2次元問題として計算を行います。

モデル形状 モデル形状

回転軸、回転数はファイル constant/MRFProperties 内で以下の様に定義されています。

MRF1
{
    cellZone    rotor;
    active      yes;

    nonRotatingPatches ();

    origin    (0 0 0);
    axis      (0 0 1);
    omega     104.72;
}		

回転領域はセル・ゾーン「rotor」として下図のように定義されています(白色部)。

セル・ゾーン「rotor」 セル・ゾーン rotor

乱流モデルには標準 k-ε モデルを使用します。

全体のメッシュは以下の通りで、メッシュ数は3072です。

メッシュ メッシュ

計算結果は以下の通りです。

流速(U) 流速(U)
圧力(p) 圧力(p)
乱流エネルギー(k) 乱流エネルギー(k)
乱流消失率(epsilon) 乱流消失率(epsilon)

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/simpleFoam/mixerVessel2D mixerVessel2D
cd mixerVessel2D

m4 < system/blockMeshDict.m4 > system/blockMeshDict
blockMesh
simpleFoam

paraFoam

メッシュの作成にはマクロ言語プロセッサー m4 を使用します。 用意されているファイル「system/blockMeshDict.m4」を m4 に入力し、出力内容を「system/blockMeshDict」に保存しています。その後 blockMesh を実行して計算に使うメッシュを作成してます。

計算時間

5.41秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz

参照