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円筒型ミキサーによる液体の撹拌

更新:2017/7/10
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/driftFluxFoam/ras/mixerVessel2D

概要

MRF 機能を用いて下図のようなミキサーで体積率 0.1% の泥が均一に混じった水を撹拌した場合の解析を10秒分だけ行います。

モデル形状 モデル形状

領域 rotor が Z 軸を回転軸として 6.2831853 rad/s で回転し泥水を撹拌します。重力加速度には (0, -9.81, 0) を設定します。また 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。

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;

    // Fixed patches (by default they 'move' with the MRF zone)
    nonRotatingPatches ();

    origin    (0 0 0);
    axis      (0 0 1);
    omega     constant 6.2831853;
}

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

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。

最終時刻での相 sludge の体積率(alpha.sludge) 最終時刻での相 sludge の体積率(alpha.sludge)

泥の相(alpha.sludge)が分離されて、ステーター部分や羽根部分に付着していることがわかります。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/driftFluxFoam/ras/mixerVessel2D mixerVessel2D
cd mixerVessel2D

m4 < system/blockMeshDict.m4 > system/blockMeshDict
blockMesh
topoSet
setsToZones -noFlipMap

driftFluxFoam

paraFoam

計算時間

21.21秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz