熱境界条件の設定について

[山下直也]

夏のOpenFOAM初心者講習会に参加させていただいた山下と申します。

現在、buoyantBoussinesqPimpleFoamを用いてタンク内の油(C重油)を

加熱管によって44℃から66℃まで上昇させるシミュレーションを行っています。

温度による粘度の等の変化は考慮しておらず、一定値(50℃)の物性値を利用しております。

　

今までは、境界条件として加熱管を温度指定でタンクの壁を断熱で計算していましたが、

あるサイトの情報を参考にして熱流束(w/m^2)を用いてタンクの壁からは冷却され、

加熱管からは温められるような熱境界条件にしてみたところ

一応計算は回っており

最低温度は少しながら下がっているので冷却はされているのかと思われるのですが

温度上昇の値がおかしなくなってしまいました。

どなたか原因もしくは、熱流束や熱貫流率を用いた熱境界条件がわかる方がいらしたらご教授のほうをお願いいたします。

下に参考にした情報と、自分が設定したものを載せておきます。coil_coilは加熱管のことで、tank_wall_T_CLはタンクの壁の一部です。

buoyantBoussinesqSimpleFoam などではつぎのように設定する。

wall

{ type turbulentHeatFluxTemperature; heatSource flux; // flux (熱流束) または power (熱量) q uniform 100; // 熱流束 [W/m2] または 熱量 [W] alphaEff alphaEff; value uniform 300; }

ただし、constant/transportProperties で Cp0 (密度×比熱) を設定する必要がある

(0/T)

coil_coil
    {
        type            turbulentHeatFluxTemperature;
        heatSource      flux;     //(熱流束)
        q               uniform 18.8;/*(値:熱流速w/m*2)*/  
        alphaEff        alphaEff;//0.85
        value           uniform 443;
    }

tank_wall_T_CL
    {
        type            turbulentHeatFluxTemperature;
        heatSource      flux;     //(熱流束)
        q               uniform -2.4;/*(値:熱流速w/m*2)*/  
        alphaEff        alphaEff;//0.85
        value           uniform 317;
    }

(constant/transportProperties)
// Cp0
             Cp0 1.6e+7;

[ohbuchi]

下記スレッドを見ると、alphaEffをkappaEffに設定する必要があるそうです。

http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/114418-buoyantboussinesqpimplefoam-turbulentheatfluxtemperature.html

http://www.openfoam.org/mantisbt/view.php?id=806




2013年11月13日水曜日 15時19分03秒 UTC+9 山下直也:

[すもも]

バージョン 2.1 → 2.2 で buoyantBoussinesqSimpleFoam の TEqn.H の
laplacian の係数が kappaEff → alphaEff と変わっていますが、
そのあたり関係ありませんか？

[山下直也]

現在使用しているバージョンは2.2で、laplacian の係数がalphaEffとなっています。

スレッドを見て色々と試してみます。

Ohbuchi様、すもも様、お忙しいところご教授して頂いてありがとうございました。

[ohbuchi]

確認不足でした。確かに２．２からkappatは使われずalphatになっていますね。

ディメンジョンは変わっていますが、Gitを見ると５ヶ月前にチュートリアルから

kappatファイルも除去されています。私が先にリンクしたスレッドは誤りという

ことになりますね。

この境界条件の設定方法に誤りは無さそうですが、具体的にどう変な温度上昇と

なったのでしょうか？

計算結果から算出した熱流束が指定値とあっていないということでしょうが。

2013年11月14日木曜日 14時49分21秒 UTC+9 山下直也: