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毛管上昇

更新:2017/7/1
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/interFoam/laminar/capillaryRise

概要

境界領域(下側) 解析モデル

管の中の水が毛管上昇によって上昇する様子を計算しします。管の水側(領域 inlet)、空気側(領域 atmosphere)は同圧力として液体を駆動する力は設定しません。

管の壁面(領域 walls)はすべり無し条件とし、ファイル 0/alpha.water で以下の様にして水との接触角 45° を設定します。

……省略……

    walls
    {
        type            constantAlphaContactAngle;
        theta0          45;
        limit           gradient;
        value           nonuniform List<scalar>

……省略……

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。

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は16820です。

メッシュ メッシュ
メッシュ(拡大) メッシュ(拡大)

計算結果は以下の通りです。

最終時刻での液相 water の体積率(alpha.water) 最終時刻での液相 water の体積率(alpha.water)
最終時刻での液相 water の体積率(alpha.water、拡大) 最終時刻での液相 water の体積率(alpha.water、拡大)

設定した接触角に従って水面が湾曲していることがわかります。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/interFoam/laminar/capillaryRise capillaryRise
cd capillaryRise

blockMesh

cp 0/alpha.water.orig 0/alpha.water
setFields
interFoam

paraFoam

計算時間

38分49.31秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz

参照