流路絞り部での蒸気発生（RANS）

OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/cavitatingFoam/ras/throttle

概要

領域 inlet に全圧300×105、領域 outlet に静圧100×105を設定することで、圧力差によって inlet から outlet へ向かって駆動される水の流れを0.002秒分だけ解析します。壁面 walls はすべり無し条件とし、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 モデル

乱流モデルとして 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33426です。

メッシュ（全体） メッシュ（全体）
メッシュ（絞り部） メッシュ（絞り部）

計算結果は以下の通りです。

流速（U）
時刻0.0018秒での流速（U） 時刻0.0018秒での流速（U）
時刻0.0018秒での絞り部付近の蒸気の体積率（alpha.vapour） 時刻0.0018秒での絞り部付近の蒸気の体積率（alpha.vapour）
時刻0.0018秒での絞り部付近の流速（U） 時刻0.0018秒での絞り部付近の流速（U）

絞り部での蒸気発生の揺らぎによって下流で大きく流れの対称性が崩れていることがわかります。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/cavitatingFoam/ras/throttle throttle
cd throttle

blockMesh

cp system/topoSetDict.1 system/topoSetDict
topoSet
refineMesh -dict system/refineMeshDict -overwrite

cp system/topoSetDict.2 system/topoSetDict
topoSet
refineMesh -dict system/refineMeshDict -overwrite

cp system/topoSetDict.3 system/topoSetDict
topoSet
refineMesh -dict system/refineMeshDict -overwrite

cavitatingFoam

paraFoam

ユーティリティー topoSet、refineMesh を使用してメッシュに3段階の粗密をつけています。

計算時間

3時間25分33秒　※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz