水、油、水銀によるダム・ブレイク

OpenFOAM 4.x

ケース

$FOAM_TUTORIALS/multiphase/multiphaseInterFoam/laminar/damBreak4phase

概要

解析モデル 解析モデル

水（water）、油（oil）、水銀（mercury）の3種類の液体によるダム・ブレイク問題を6秒分、解きます。Z 方向は1メッシュとして2次元問題として計算を行います。

各相の物性、相互作用はファイル constant/transportProperties で以下の様に指定しています。ここで nu は動粘性係数（m2/s）、rho は密度（kg/m3）、sigmas は各相の間の表面張力です。

phases
(
     water
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 1000;
     }

     oil
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-06;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 500;
     }

     mercury
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1.125e-07;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 13529;
     }

     air
     {
         transportModel Newtonian;
         nu [0 2 -1 0 0 0 0] 1.48e-05;
         rho [1 -3 0 0 0 0 0] 1;
     }
);

sigmas
(
    (air water) 0.07
    (air oil) 0.07
    (air mercury) 0.07
    (water oil) 0.07
    (water mercury) 0.07
    (oil mercury) 0.07
);

メッシュは以下の通りで、メッシュ数は2268です。

メッシュ メッシュ
メッシュ（正面） メッシュ（正面）

計算結果は以下の通りです。

各相と値の対応関係は以下の通りです。

  • 水：0.0
  • 油：1.0
  • 水銀：2.0
  • 空気：3.0
各相（alphas）
初期時刻での各相（alphas） 初期時刻での各相（alphas）
時刻0.75秒での各相（alphas） 時刻0.75秒での各相（alphas）
最終時刻での各相（alphas） 最終時刻での各相（alphas）

最終的に各相が密度ごとに分かれて層を作ることが確認できます。

実行コマンド

cp -r $FOAM_TUTORIALS/multiphase/multiphaseInterFoam/laminar/damBreak4phase damBreak4phase
cd damBreak4phase

rm -rf 0
cp -r 0.orig 0

blockMesh

setFields
multiphaseInterFoam

paraFoam

計算時間

1分42.84秒　※シングル、Inter(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz

参照