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水、油、水銀によるダム・ブレイク(高分解メッシュ)

更新:2017/7/10
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/multiphaseInterFoam/laminar/damBreak4phaseFine

概要

解析モデル 解析モデル

水(water)、油(oil)、水銀(mercury)の3種類の液体によるダム・ブレイク問題を6秒分、解きます。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。

各相の物性、相互作用はファイル constant/transportProperties で以下の様に指定しています。ここで nu は動粘性係数(m2/s)、rho は密度(kg/m3)、sigmas は各相の間の表面張力です。

phases
(
     water
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 1000;
     }

     oil
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 500;
     }

     mercury
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1.125e-07;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 13529;
     }

     air
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1.48e-05;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 1;
     }
);

sigmas
(
    (air water) 0.07
    (air oil) 0.07
    (air mercury) 0.07
    (water oil) 0.07
    (water mercury) 0.07
    (oil mercury) 0.07
);

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は34200です。

メッシュ メッシュ
メッシュ(正面) メッシュ(正面)

計算結果は以下の通りです。

各相と値の対応関係は以下の通りです。

  • 水:0.0
  • 油:1.0
  • 水銀:2.0
  • 空気:3.0
各相(alphas)
初期時刻での各相(alphas) 初期時刻での各相(alphas)
時刻0.75秒での各相(alphas) 時刻0.75秒での各相(alphas)
最終時刻での各相(alphas) 最終時刻での各相(alphas)

最終的に各相が密度ごとに分かれて層を作ることが確認できます。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/multiphaseInterFoam/laminar/damBreak4phaseFine damBreak4phaseFine
cd damBreak4phaseFine

cp -r 0.orig 0

blockMesh

setFields
decomposePar
mpirun -np 4 multiphaseInterFoam -parallel
reconstructPar

paraFoam

計算時間

48分52.74秒 ※4並列、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz