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AMI 機能による撹拌タンク

更新:2017/7/18
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/interDyMFoam/ras/mixerVesselAMI

概要

液体タンクに気体を通過させながら撹拌した場合の流体計算を5秒間分だけ行います。翼の回転は AMI 機能を使用して模擬します。タンクの元形状はディレクトリ constant/triSurface 以下の形状ファイル(STL形式)で設定されています。

モデル形状(全体) モデル形状(全体)
モデル形状(内部のミキサーとステーター) モデル形状(内部のミキサーとステーター)

ミキサーの回転数はファイル constant/dynamicMeshDict で以下の様に指定し、Z軸を回転軸として回転速度 5 rad/s で翼を回転させます。

dynamicFvMesh   solidBodyMotionFvMesh;
motionSolverLibs ( "libfvMotionSolvers.so" );
solidBodyMotionFvMeshCoeffs
{
    cellZone        rotating;

    solidBodyMotionFunction  rotatingMotion;
    rotatingMotionCoeffs
    {
        origin        (0 0 0);
        axis          (0 0 1);
        omega         -5; // 5 rad/s
    }
}

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は988680です。

メッシュ メッシュ
メッシュ(拡大) メッシュ(内部のミキサーとステーター)

計算結果は以下の通りです。

OpenFOAM 4.0 では設定ファイル constant/transportProperties に不具合があり、物性の名前 air と water が逆になっています。このため気相が alpha.water という名前で表示されることに注意してください。
流速(U)
気相の体積率(alpha-phase1)
メッシュ(拡大) 最終時刻での流速(U)
メッシュ(拡大) 最終時刻での気相の体積率(alpha-phase1)

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/interDyMFoam/ras/mixerVesselAMI mixerVesselAMI
cd mixerVesselAMI

rm -rf 0

# メッシュ作成
blockMesh
surfaceFeatureExtract
snappyHexMesh -overwrite
createBaffles -overwrite
mergeOrSplitBaffles -split -overwrite

# 不必要なパッチ変数が生成されないようメッシュ作成後に変数をコピー
cp -r 0.orig 0

# アルファ値を初期化
setFields

decomposePar -force
mpirun -np 6 interDyMFoam -parallel
reconstructPar -noFunctionObjects

paraFoam

計算時間

  • メッシュ作成:8分17.25秒 シングル
  • 解析:4日間と19時間32分46秒 6並列

※Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz