円管内流れ(ハーゲンポアズイユ流れ)不自然な流れ

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yuya betsuyaku

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Jul 3, 2011, 5:58:06 AM7/3/11
to OpenFOAM
別役と申します。現在、厳密解と比較のため、円管内流れをOpenFOAMで可視化しています。
ParaViewで可視化を行い、PlotOverLineでX Axisの位置で切り、速度をグラフ化しました。

しかし、流入直後(助走区間内)のグラフは、上に凸の2次関数のグラフ(上部が平ら)のはずが、円管中心部が最高速度にならず(速度が落ちる)、不自然
な流れになってしまいます。
グラフの詳細は、速度0から始まり、円管直径の約10分の1の点で最高速度に達し、そこから速度が下がり(0.001m/s下がる)、再び円管直径の約
10分の9の点で最高速度に達し、速度0に下がります。

円管はgooglesketchupで製作し、流入部、壁面、流出部をin,wall,outと分けて作りました。円管直径10mm、円管長さ50mm
です。流れはinからz方向に0.01m/s、動粘度10^(-5) (m^2)/s、Re=10です。ソルバーはSimpleFoamを使いまし
た。

各初期条件は 速度U
dimensions [0 1 -1 0 0 0 0];
internalField uniform (0 0 0);
boundaryField
{
defaultFaces
{
type zeroGradient;
}
in_hagen02all
{
type fixedValue;
value uniform (0 0 0.01);
}
wall_hagen02all
{
type fixedValue;
value uniform (0 0 0);
}
out_hagen02all
{
type zeroGradient;
}
}

     圧力p
dimensions [0 2 -2 0 0 0 0];
internalField uniform 0;
boundaryField
{
defaultFaces
{
type zeroGradient;
}
in_hagen02all
{
type zeroGradient;

}
out_hagen02all
{
type fixedValue;
value uniform 0;
}
wall_hagen02all
{
type zeroGradient;
}
}

nut
dimensions [0 2 -1 0 0 0 0];
internalField uniform 0;
boundaryField
{
in_hagen02all
{
type freestream;
freestreamValue uniform 0;
}
out_hagen02all
{
type freestream;
freestreamValue uniform 0;
}
wall_hagen02all
{
type nutSpalartAllmarasWallFunction;
value uniform 0;
}
defaultFaces
{
type zeroGradient;
}
}

nuTilda
dimensions [0 2 -1 0 0 0 0];
internalField uniform 0;
boundaryField
{
in_hagen02all
{
type freestream;
freestreamValue uniform 0;
}
out_hagen02all
{
type freestream;
freestreamValue uniform 0;
}
wall_hagen02all
{
type fixedValue;
value uniform 0;
}
defaultFaces
{
type zeroGradient;
}
}
です。なぜ不自然な流れになるのかReを変え、格子数を変え、snappyHexMeshでより細かくするなど試しましたが、一向に流速グラフが変わり
ません。
長文で読みにくい文かと存じますが、どんな指摘でもかまいませんので、どなたかよろしければご教授お願いいたします。

ohbuchi

unread,
Jul 3, 2011, 6:56:18 AM7/3/11
to OpenFOAM
管入口で均一速度の境界条件を与えていることが問題だと思います。
管入口より上流側の領域を計算領域とし、入口縮流も計算すれば
変曲点の様な速度分布にはならないと思います。

yuya betsuyaku

unread,
Jul 5, 2011, 8:04:35 AM7/5/11
to OpenFOAM
ohbuchiさん、回答ありがとうございます。
なぜ不自然な流れになっていたのか、ようやく解決しました。

また機会がありましたら、ご回答をお願いします。
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