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円筒型ミキサーによる液体の撹拌

更新:2017/7/1
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/interFoam/laminar/mixerVessel2D

概要

MRF 機能を用いて下図のようなミキサーによる液体の撹拌解析を4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、初期状態でミキサーの 1/4 の領域を占めている水を撹拌します。重力加速度には (0, 0, 0) を設定し、重力は考慮しません。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。

初期時刻での液相 water の体積率(alpha.water) 初期時刻での液相 water の体積率(alpha.water)

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。

液相 water の体積率(alpha.water)
初期時刻での液相 water の体積率(alpha.water) 初期時刻での液相 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)

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/interFoam/laminar/mixerVessel2D mixerVessel2D
cd mixerVessel2D

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

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

paraFoam

計算時間

18.25秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz