OpenFOAM v2.3.0のチュートリアル 『oscillatingInletACMI2D』
11 likes9,467 views
OpenFOAM v2.3.0 に実装された 『cyclicACMI』 境界条件を使用することで、AMI の一部が壁面である場合の計算が行えるようになりました。この資料では、チュートリアルを使用して計算設定の説明を行います。
OpenFOAM v2.3.0のチュートリアル 『oscillatingInletACMI2D』
- 1. Fumiya Nozaki 最終更新日: 2014年6月1日 OpenFOAM 2.3.0 Tutorial oscillatingInletACMI2D 日本語版 Keywords： • pimpleDyMFoam • dynamicMesh • cyclicACMI • partital overlap GGI
- 2. 2 計算形状 • 赤色のボリューム（inletChannel）が上下に単振動 寸法の単位はすべて m 1 2 1 0.4 単振動 (Simple harmonic motion) ２次元モデル
- 3. 3 計算条件：境界条件 inlet 流速規定 U=(1, 0, 0) outlet 圧力規定 p=0 固定壁 可動壁 変位量=0.5 ∙ sin 3.14 ∙ 𝑡 m
- 4. 4 設定上重要なポイント：Sliding interfaces Sliding interfaces 単振動 (Simple harmonic motion)
- 6. 6 境界のカップリング cyclicACMI Yes No cyclicAMIcyclic ペアの境界が同一形状 ペアの境界のサーフェスメッシュが 回転 or 並進で一致 Yes No • フェイスの数や • 格子点の位置関係が 一致しているかどうか． ペアの境界
- 8. 8 計算格子の生成の流れ ベースとなる計算格子を生成 blockMesh 移動領域の cellZone，ACMI パッチの作成に使用する 2つの faceZone を生成 topoSet -constant ACMI パッチを生成 createBaffles -overwrite フェイスの数が 0 のパッチを削除 createPatch -overwrite 1 2 3 4 #!/bin/sh cd ${0%/*} || exit 1 # run from this directory # Source tutorial run functions . $WM_PROJECT_DIR/bin/tools/RunFunctions runApplication blockMesh runApplication topoSet -constant # split the mesh to generate the ACMI coupled patches runApplication createBaffles -overwrite # remove zero-sized patches runApplication createPatch -overwrite cp -rf 0.org 0 Allrun.pre
- 9. 9 ベースの計算格子を生成 6 ( inlet { type patch; nFaces 40; startFace 21464; } outlet { type patch; nFaces 96; startFace 21504; } walls { type wall; inGroups 1(wall); nFaces 320; startFace 21600; } couple1 { type patch; nFaces 40; startFace 21920; } couple2 { type patch; nFaces 96; startFace 21960; } defaultFaces { type empty; inGroups 1(empty); nFaces 21760; startFace 22056; } ) blockMesh を実行し，6つの境界を生成します． 1
- 10. 10 cellZone・faceZone の生成2 • 2つの faceZone (couple1Faces，couple2Faces)を生成 - couple1(2) 境界から couple1(2)Faces を作成 - faceZone の情報(フェイスのリスト)は faceZones ファイルに記述される • 1つの cellZone (inletChannel)を生成 - 上下に平行移動する赤色の領域内のセルから生成 - cellZone の情報(セルのリスト)は cellZones ファイルに記述される
- 11. 11 cellZone・faceZone の作成：topoSetDict の設定2 actions ( // Get both sides of ami // ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ // Create faceZone for patch couple1 { name couple1Faces; type faceSet; action new; source patchToFace; sourceInfo { name couple1; } } { name couple1Faces; type faceZoneSet; action new; source setToFaceZone; sourceInfo { faceSet couple1Faces; } } // Create faceZone for patch couple2 { name couple2Faces; type faceSet; action new; source patchToFace; sourceInfo { name couple2; } } { name couple2Faces; type faceZoneSet; action new; source setToFaceZone; sourceInfo { faceSet couple2Faces; } } // Create cellZone for moving cells in inlet channel { name inletChannel; type cellSet; action new; source boxToCell; sourceInfo { box (-100 -100 -100) (1.0001 100 100); } } { name inletChannel; type cellZoneSet; action new; source setToCellZone; sourceInfo { set inletChannel; } } ); couple1Faces の生成設定 couple2Faces の生成設定 inletChannel の生成設定
- 12. 12 ACMI パッチの生成 • 2つの faceZone (ACMI1，ACMI2)を生成 - faceZone の情報(フェイスのリスト)は faceZones ファイルに記述される • ACMI1 は，2つの境界(ACMI1_couple，ACMI1_blockage)から構成される • ACMI2 は，2つの境界(ACMI2_couple，ACMI2_blockage)から構成される 3 ACMI1_couple ACMI2_couple ACMI2_blockage ACMI1_blockage
- 13. 13 ACMI パッチの生成：createBafflesDict の設定 // Whether to convert internal faces only (so leave boundary faces intact). // This is only relevant if your face selection type can pick up boundary // faces. internalFacesOnly false; // Baffles to create. baffles { // NOTE: cyclicAMI patches MUST BE defined PRIOR to their associted // blockage patches ACMI1 { //- Use predefined faceZone to select faces and orientation. type faceZone; zoneName couple1Faces; patches { master { //- Master side patch name ACMI1_couple; type cyclicACMI; matchTolerance 0.0001; neighbourPatch ACMI2_couple; nonOverlapPatch ACMI1_blockage; transform noOrdering; } slave // not used since we're manipulating a boundary patch { //- Slave side patch name ACMI1_couple; type patch; } master2 { //- Master side patch name ACMI1_blockage; type wall; } slave2 // not used since we're manipulating a boundary patch { //- Slave side patch name ACMI1_blockage; type wall; } } } ACMI2 { //- Use predefined faceZone to select faces and orientation. type faceZone; zoneName couple2Faces; patches { master { //- Master side patch name ACMI2_couple; type cyclicACMI; matchTolerance 0.0001; neighbourPatch ACMI1_couple; nonOverlapPatch ACMI2_blockage; transform noOrdering; } slave // not used since we're manipulating a boundary patch { //- Slave side patch name ACMI2_couple; type patch; } master2 { //- Master side patch name ACMI2_blockage; type wall; } slave2 // not used since we're manipulating a boundary patch { //- Slave side patch name ACMI2_blockage; type wall; } } } } 3 生成される2つの faceZone
- 14. 14 ACMI パッチの生成：boundary ファイル 10 ( inlet { type patch; nFaces 40; startFace 21464; } outlet { type patch; nFaces 96; startFace 21504; } walls { type wall; inGroups 1(wall); nFaces 320; startFace 21600; } couple1 { type patch; nFaces 0; startFace 21920; } couple2 { type patch; nFaces 0; startFace 21920; } defaultFaces { type empty; inGroups 1(empty); nFaces 21760; startFace 21920; } ACMI1_couple { type cyclicACMI; inGroups 2(cyclicACMI ACMI1); nFaces 40; startFace 43680; matchTolerance 0.0001; transform noOrdering; neighbourPatch ACMI2_couple; nonOverlapPatch ACMI1_blockage; } ACMI1_blockage { type wall; inGroups 2(wall ACMI1); nFaces 40; startFace 43720; } ACMI2_couple { type cyclicACMI; inGroups 2(cyclicACMI ACMI2); nFaces 96; startFace 43760; matchTolerance 0.0001; transform noOrdering; neighbourPatch ACMI1_couple; nonOverlapPatch ACMI2_blockage; } ACMI2_blockage { type wall; inGroups 2(wall ACMI2); nFaces 96; startFace 43856; } ) 3 ペア 4 で削除される
- 16. 16 移動境界の設定：dynamicMeshDict dynamicFvMesh solidBodyMotionFvMesh; motionSolverLibs ( "libfvMotionSolvers.so" ); solidBodyMotionFvMeshCoeffs { cellZone inletChannel; solidBodyMotionFunction oscillatingLinearMotion; oscillatingLinearMotionCoeffs { amplitude (0 0.5 0); omega 3.14; // rad/s } } • 移動する部分は，変形を伴わない平行移動 ⇒ solidBodyMotionFvMesh • 一定の方向に単振動 ⇒ oscillatingLinearMotion • solidBodyMotionFvMesh 以外に使用可能なタイプについては次ページを参照． 変位ベクトル =amplitude ∙ sin omega ∙ 𝑡 m
- 17. 17 dynamicFvMesh のタイプ • staticFvMesh 境界は固定として処理（dynamicMesh を使用しない場合と同じ） • solidBodyMotionFvMesh 平行移動や回転など変形を伴わない移動に使用 • multiSolidBodyMotionFvMesh ２種類以上の変形を伴わない移動が混在する場合に使用 • dynamicMotionSolverFvMesh 変形を伴う移動に使用．ラプラス方程式を解くことで内部の格子点の移動を 計算． • dynamicInkJetFvMesh • dynamicRefineFvMesh • rawTopoChangerFvMesh • movingConeTopoFvMesh
- 18. 18 流速 U の境界条件の設定 defaultFaces { type empty; } inlet { type fixedValue; value uniform (1 0 0); } outlet { type pressureInletOutletVelocity; value uniform (0 0 0); } walls { type movingWallVelocity; value uniform (0 0 0); } ACMI1_blockage { type fixedValue; value uniform (0 0 0); } ACMI1_couple { type cyclicACMI; value uniform (0 0 0); } ACMI2_blockage { type fixedValue; value uniform (0 0 0); } ACMI2_couple { type cyclicACMI; value uniform (0 0 0); } (*1)移動する壁面上の すべりなし条件(*1)
- 19. 19 圧力 p の境界条件の設定 defaultFaces { type empty; } inlet { type zeroGradient; } outlet { type fixedValue; value uniform 0; } walls { type zeroGradient; } ACMI1_blockage { type zeroGradient; } ACMI1_couple { type cyclicACMI; value uniform 0; } ACMI2_blockage { type zeroGradient; } ACMI2_couple { type cyclicACMI; value uniform 0; }