reactingFoamにおける入口・出口のU・P条件について

kota

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Nov 21, 2023, 11:38:38 PM11/21/23

to OpenFOAM

大学にてOpenFOAMをもちいて研究をしております、kotaと申します。

研究内容としましては、外側にヒーターを設置し管にガスを流したときの化学反応をシミュレーションするというものです。

実験によって計測したガスの分解率などを同じ条件で得ることが目標となっておりますが現在ガスの流れをうまく再現できていない状態となっております。

reactingFoam/laminarにて以下のような管を作成しました。
Screenshot from 2023-11-22 13-08-11.png

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
========= |
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
\\ / O peration | Website: https://openfoam.org
\\ / A nd | Version: 10
\\/ M anipulation |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
format binary;
class volVectorField;
location "0";
object U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions [0 1 -1 0 0 0 0];

internalField uniform (0 0 0);

boundaryField
{
inlet
{
type fixedValue;
value uniform (0 0 0.002135);

}
outlet
{
type pressureInletOutletVelocity;
value uniform (0 0 0.002135);
}
walls
{

type noSlip;
}
frontwalls
{
type zeroGradient;
}
}

// ************************************************************************* //

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
========= |
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
\\ / O peration | Website: https://openfoam.org
\\ / A nd | Version: 10
\\/ M anipulation |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
format ascii;
class volScalarField;
location "0";
object p;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions [1 -1 -2 0 0 0 0];

internalField uniform 101325;

boundaryField
{
inlet
{
type zeroGradient;
}
outlet
{
type totalPressure;
value $internalField;
p0 $internalField;
}
walls
{
type zeroGradient;
}
frontwalls
{
type zeroGradient;
}
}

// ************************************************************************* //

実験による結果では、ガスが分解によって2molになるため押し出されて

U入口：0.002135m/s、出口：0.005614m/s

P入口：1気圧、出口：1気圧

となるのですが、私の条件では速度は加速して次第にコアダンプしてしまします。

ガスの量が増えて押し出されるためには、どのような境界条件にすればいいのかご享受お願いいたします。

blockMeshDict

Hideaki Kominami

unread,

Nov 26, 2023, 7:06:41 AM11/26/23

to open...@googlegroups.com

kota　さん

kominamiです．

題意より、パッチoutletで逆流が無いと仮定できるので、ひとまずU.outletをtype zerogradient にしてみては？

kotaさんは、U.inletとU.outletの境界条件に平均流速の理論値を設定しています．流出側と想定しているU.outletにも平均風速を指定しているのが問題で，計算中に生じる僅かな計算誤差のため、inletとoutletの両方を理論値で指定しているとソルバー内部で発散(コアダンプ)に繋がります．

2023年11月22日(水) 13:38 kota <kokoko5...@gmail.com>:

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kota

unread,

Nov 26, 2023, 9:10:46 PM11/26/23

to OpenFOAM

kominamiさま

返信ありがとうございます、kotaです。

計算誤差による発散について理解し、そちらに修正させていただこうと思います。

そこでもう一つ質問なのですが、現在P.outletをtotalPressureに、CH4.outletをinletOutletにしているのですがこれらも全てzeroGradientにするのがプログラムとしては自然でしょうか。

現在チュートリアルと同じ組み合わせにしており、それ以外ではどう組み合わせるのがよいのかがわかっておりません。