円筒周りの非ニュートン流体の流れ

OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/incompressible/nonNewtonianIcoFoam/offsetCylinder

概要

片側に寄った障害物のある流路で非ニュートン流体の流れを2秒後まで計算します。

流体は領域 left（白色部）から速度 1 m/s で垂直に流入し、領域 right（赤色部）から流出します。円筒と流路の壁には滑りなし条件を設定し、Z方向は1メッシュとして2次元問題としています。

モデル形状 モデル形状

メッシュは以下の通りです。

メッシュ メッシュ

使用する非ニュートン流体のひずみ速度\dot{\gamma}と粘性係数 ν の関係は以下の通りです。

\nu = \nu_\infty + \frac{\nu_0 - \nu_\infty}{1 + (m\dot{\gamma})^n}

各パラメーターの値はファイル「constant/transportProperties」で以下の様に設定されています。

transportModel  CrossPowerLaw;

CrossPowerLawCoeffs
{
    nu0         [0 2 -1 0 0 0 0]  0.01;
    nuInf       [0 2 -1 0 0 0 0]  10;
    m           [0 0 1 0 0 0 0]   0.4;
    n           [0 0 0 0 0 0 0]   3;
}

計算結果は以下の通りです。

流速（U） 流速（U）
圧力（p） 圧力（p）

ニュートン流体であれば狭い側の流路で流速が速くなりますが、非ニュートン流体なので広い側の流路の方が流速が速くなります。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/nonNewtonianIcoFoam/offsetCylinder offsetCylinder
cd offsetCylinder

blockMesh
nonNewtonianIcoFoam

paraFoam

計算時間

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

参照