回転する円盤の周りの流れ

OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/incompressible/simpleFoam/rotorDisk

概要

流れの中に置かれた回転円盤周りの流速、圧力を計算します。

流体が領域 inlet（赤色部）から流速（0, 1, 0）m/s で流入、領域 outlet（青色部）から流出し、領域 rotatingZone （緑色部）が Y 軸を回転軸として 1000 rpm で回転します。円筒の壁面にはすべり壁条件を設定しています。

モデル形状 モデル形状

セル・ゾーン「rotatingZone」に対してファイル system/fvOptions で回転軸、回転速度などを設定しています。また乱流モデルには k-ω SST モデルを使用します。

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は145265です。

メッシュ メッシュ（全体）
メッシュ メッシュ（XZ面での断面）
メッシュ メッシュ（YZ面での断面）

計算した乱流エネルギー、固有乱流消失率を可視化するために ParaView 上で「Properties」タブの「k」、「omega」にチェックを入れます。

「k」、「omega」にチェック 「k」、「omega」にチェック

主流方向で見た計算結果は以下の通りです。

YZ面での流速（U） YZ面での流速（U）
YZ面での圧力（p） YZ面での圧力（p）
YZ面での乱流エネルギー（k） YZ面での乱流エネルギー（k）
YZ面での固有乱流消失率（omega） YZ面での固有乱流消失率（omega）

回転円盤に平行な方向で見た計算結果は以下の通りです。

XZ面での流速（U） XZ面での流速（U）
XZ面での圧力（p） XZ面での圧力（p）
XZ面での乱流エネルギー（k） XZ面での乱流エネルギー（k）
XZ面での固有乱流消失率（omega） XZ面での固有乱流消失率（omega）

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/simpleFoam/rotorDisk rotorDisk
cd rotorDisk

blockMesh
surfaceFeatureExtract
snappyHexMesh -overwrite

simpleFoam

paraFoam

ディレクトリ constant/triSurface に用意されている形状ファイル（fixed.obj、rotatingZone.obj）を元に、blockMesh、surfaceFeatureExtract、snappyHexMesh の各ユーティリティーを使用してメッシュを作成しています。

計算時間

106.27秒　※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz