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流路への水滴の挿入

更新:2018/9/29
OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/lagrangian/reactingParcelFoam/parcelInBox

概要

下図に示すようなモデル形状を考え、0.5秒間分の流れを計算します。領域 inlet から水 1 %を含む空気が流速 1×10-8 m/s 、温度 473 K で流入します。領域 wall は滑りなしの断熱壁で、奥行き方向は対称条件とします。

また位置 droplet に水滴を設定します。

モデル形状 モデル形状

水滴は、ディレクトリ constant にあるファイル reactingCloud1Properties で以下のように設定しています。

		
subModels
{
    particleForces
    {
        sphereDrag;
        gravity;
    }
    injectionModels
    {
        model1
        {
            type            manualInjection;
            massTotal       5.23599e-10; // 1 droplet of density 1000 kg/m3
            parcelBasisType mass;
            SOI             0;
            positionsFile   "reactingCloud1Positions";
            U0              (0 0 0);
            sizeDistribution
            {
                type uniform;
                uniformDistribution
                {
                    minValue        100e-06;
                    maxValue        100e-06;
                }
            }
        }
    }
    dispersionModel none;
    patchInteractionModel standardWallInteraction;
    heatTransferModel RanzMarshall;
    compositionModel singleMixtureFraction;
    phaseChangeModel liquidEvaporation;
    devolatilisationModel none;
    surfaceReactionModel none;
    stochasticCollisionModel none;
    surfaceFilmModel none;
    radiation       off;
    standardWallInteractionCoeffs
    {
        type            rebound;
    }
    RanzMarshallCoeffs
    {
        BirdCorrection  off;
    }
    singleMixtureFractionCoeffs
    {
        phases
        (
            gas
            {
            }
            liquid
            {
                H2O 1;
            }
            solid
            {
            }
        );
        YGasTot0        0;
        YLiquidTot0     1;
        YSolidTot0      0;
    }
    liquidEvaporationCoeffs
    {
        enthalpyTransfer enthalpyDifference; // latentHeat;
        activeLiquids   ( H2O );
    }
}	

ここで参照している「reactingCloud1Positions」はディレクトリ constant にあるファイル reactingCloud1Positions を指し、水滴の初期位置を定義しています。

メッシュは以下の通りです。

メッシュ メッシュ

計算結果は以下の通りです。水計算粒子の効果が極めて小さく、計算時間も短いことから流れに水滴の影響は現れていません。

最終時刻での流速分布(U) 最終時刻での流速分布(U)
最終時刻での水分布(H2O) 最終時刻での水分布(H2O)

また各時刻結果ディレクトリ(0.1~0.5)内のディレクトリ lagrangian/reactingCloud1 にあるファイル positions や U を見ても分かる通り、計算は行われているもの計算時間内における計算粒子の変化は極めて小さいものです。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/lagrangian/reactingParcelFoam/parcelInBox
cd parcelInBox

blockMesh
reactingParcelFoam

paraFoam

計算時間

2.16秒 ※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz