乱流モデルに関して

[takemitsu]

いつもお世話になっております．

OpenFOAMを利用しているtakemitsuです．

現在，高レイノルズ数領域での円管周りの流れを乱流モデルで再現した場合，直接数値解法とどれほどの違いが生じるのか，どの程度再現できるのかをいくつかの乱流モデルを用いて検証したと考えております．

私自身，OpenFOAMでの乱流モデルを用いた解析を行ったことがないのでエラーなどが多く出ました．

チュートリアルや初期条件をいじることでなんとかRe=2000,3000における円管周りの流れを解析することができたのですが，paraviewで可視化した際，可視化図が時間とともに変動する非定常な解として現れました．

私が利用している乱流モデルは，RASのSSTkωを利用しており，特徴としては定常解が出てくるはずなのですが‥

OpenFOAMのバージョンはv8を利用しています．もともとはチュートリアルにあるbuoyantsimple/buoyantcavityの初期条件やモデルを変更すること解析を行っています．

情報が足りない場合は対応しますので，

何かわかる方や気になることがある方は回答よろしくお願いします．

[ryo matsuzaka]

takemitsu様

円柱周りですとカルマン渦とか発生しないのでしょうか。

2020年11月25日(水) 14:49 takemitsu <ikimono.s...@gmail.com>:

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[mitsu take]

matsuzaka様

返答ありがとうございます．

現状の解析結果を可視化すると，matsuzakaさんの仰るとおりカルマン渦のような非定常な解が得られています．

しかし，私の認識ではRASのSSTkωモデルにおいては，時間平均が行われているので，定常解が出てくるほうが妥当ではないのかと考えております．

そもそも，チュートリアルの段階で非定常な解が見られたのでRASのSSTkωモデルは，非定常な解を算出してしまうのでしょうか？

乱流モデルの勉強をし始めて日が浅いため，私の認識が間違っているかもしれませんので，間違いがある場合は，ご指摘いただけますと助かります．

takemitsu

2020年11月25日(水) 19:10 ryo matsuzaka <matsuz...@gmail.com>:

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[ryo matsuzaka]

大学時代はOpenFOAMではないですがsstkωでターボ機械で発生するキャビテーションの非定常現象の計算を非定常でしていました。
時間平均というのはレイノルズ平均のことを仰ってるのでしょうか。すみませんが、私自身も流体モデルの専門家ではないので、これ以上深くは回答できません。

2020年11月25日(水) 20:36 mitsu take <ikimono.s...@gmail.com>:

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[Youhei Takagi]

横から失礼します、高木と申します。

RAS解析でもRe=100ぐらいで見られるカルマン渦は再現されます。

非定常な運動も表現できるRANSはURANS(Unsteady RANS)と呼ばれて

います。

Re=10000ぐらいで見られる流れ方向に渦度を持つような三次元縦渦構造は

RASでは表現できず、LESが必要となります。ただし、円柱表面から

放出されたばかりのスパン方向(円柱軸に平行な方向)に渦度を持つ二次元

横渦はRASでも確認できると思います。

以上よろしくお願いします。

2020年11月25日(水) 22:16 ryo matsuzaka <matsuz...@gmail.com>:

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[mitsu take]

matsuzaka様

実際の解析経験を教えてくださりありがとうございます。

やはり、SSTkωでは非定常解が出てくるのですね

ありがとうございます

また、時間平均とは仰る通りレイノルズ平均をされているという認識で間違いありません。

takemitsu

2020年11月26日(木) 7:48 Youhei Takagi <yotak...@gmail.com>:

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[mitsu take]

高木様

返答ありがとうございます

RAS解析でも非定常現象を再現できるUnsteady RANSというものがあるのですね

出来れば、RANSとUnsteady RANSに関して詳しく書かれている

ものなどありましたら教えていただけないでしょうか？

高木さんがおっしゃっている後半の縦渦の再現は不可であるが、横渦は再現可能という

点も理由がわからないので、勉強不足だと痛感しました。よろしくお願いします。

takemitsu

2020年11月26日(木) 10:49 mitsu take <ikimono.s...@gmail.com>:

[Youhei Takagi]

takemitsu様

高木です。

手元にある教科書的な本ですと、ファーツィガー&ペリッチの

「コンピュータによる流体力学」に、VLES(Very Large Eddy Simulation) と

して2ページほど書いてあります(VLESはURANSと同義です)。

あとは各分野でのURANSの適用事例を論文で見ていただいた

方が良いかと思います。

以上よろしくお願いします。

2020年11月26日(木) 11:05 mitsu take <ikimono.s...@gmail.com>:

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[mitsu take]

高木様

ありがとうございます

今後、教えていただいた手段を利用して、より乱流モデルへの理解を深めていきたいと思っております

takemitsu

2020年11月26日(木) 12:17 Youhei Takagi <yotak...@gmail.com>:

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