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空気、水、油、水銀の遠心分離

更新:2017/7/10
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/reactingMultiphaseEulerFoam/laminar/mixerVessel2D

概要

空気、水、油、水銀が均等に混ざった流体に対して MRF 機能を用いて遠心分離を行います。領域 rotor が Z 軸を回転軸として 10.472 rad/s で回転します。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。

モデル形状 モデル形状

各相の物性、相互作用はファイル constant/thermophysicalProperties.*、ファイル constant/phaseProperties でそれぞれ定義されています。

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;

    nonRotatingPatches ();

    origin    (0 0 0);
    axis      (0 0 1);
    omega     constant 10.472;
}

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

全体の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 air の体積率(alpha.air) 最終時刻での相 air の体積率(alpha.air)
最終時刻での相 oil の体積率(alpha.oil) 最終時刻での相 oil の体積率(alpha.oil)
最終時刻での相 water の体積率(alpha.water) 最終時刻での相 water の体積率(alpha.water)
最終時刻での相 mercury の体積率(alpha.mercury) 最終時刻での相 mercury の体積率(alpha.mercury)

最終的に密度が小さい順に中心側から層を作ることが確認できます。

実行コマンド

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

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

reactingMultiphaseEulerFoam

paraFoam

計算時間

1時間13分59.65秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz