障害物のある空間での火炎の伝播

OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/combustion/PDRFoam/flamePropagationWithObstacles

概要

障害物がある領域内での火炎の伝播を PDR（Porosity/Distributed Resistance）モデルに基いて計算します。具体的に使用されるのは b-Ξ 2方程式モデルです。

モデル形状 モデル形状
障害物付近のモデル形状 障害物付近のモデル形状（赤色：障害物、緑色：表裏がつながった面領域）

この計算では以下を含む変数が使用されます。

  • betav：体積の間隙率
  • Lobs：セル内の障害物の平均直径（m）
  • Aw：単位体積あたりの障害物の表面積（1/m）
  • CR：ドラッグ・テンソル（1/m）
  • CT：乱流生成パラメーター（1/m）
  • Nv：単位体積あたりのセル内の障害物数（m-2）
  • nsv：テンソル。このテンソルの対角成分は各方向の流れが横切る障害物の数を得るために Nv から引く数を表しています。

PDRFoam 特有の設定値はディレクトリ constant 内のファイル PDRProperties に、着火位置は同じディレクトリのファイル combustionProperties で定義されています。

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は8115です。

メッシュ メッシュ
メッシュ（地面と障害物表面） メッシュ（地面と障害物表面）
メッシュ（空間断面） メッシュ（空間断面）

計算結果は以下の通りです。描画はボリュームレンダリングによるものです。

0秒から0.2秒までの温度分布（T）
0.03秒でのXZ断面の温度分布（T） 0.03秒でのXZ断面の温度分布（T）
0.05秒でのXY断面の温度分布（T） 0.05秒でのXY断面の温度分布（T）

障害物によって温度の伝播が遮られていることがわかります。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/combustion/PDRFoam/flamePropagationWithObstacles flamePropagationWithObstacles
cd flamePropagationWithObstacles

rm -rf 0
cp -r 0.orig 0
blockMesh
changeDictionary
topoSet

PDRMesh -overwrite

PDRFoam

paraFoam

計算時間

6分12.8秒　※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz

参照