simpleFoamにおける自由流出条件の設定方法について

[Y.T.]

お世話になっております。　Y.T.と申します。

今回、simpleFoamにおいて天井面を自由流出条件に設定して解析を行いたいと思っております。

それほど複雑な流れ場ではなく、解析対象はアスペクト比がおよそ1:1の建物で、

cyclicと、fanもしくはsoursePropertiesを用いて圧力勾配を調整して周期境界条件で解析を行いました。

RANSの低Re型k-eモデルで定常状態を求めております。

また同じ条件で、建物形状を少し変えて解析を進めておりますが、建物形状の変化により、

境界層高さが変化し、ドメインの高さがそれほど十分ではない可能性が出てきました。

今までは天井面を対称面（symmetryPlane）に設定しておりましたが、

自由流出条件に設定して解析を進めたいと思っております。

（ドメインを大きくとるのも考えておりますが、解析時間が膨大に増えてしまう可能性があります。）

そこでtutorial interFoam/ras/damBreakを参照して自由流出条件に設定しようと思いましたが、

少し疑問があるのでここで質問させていただければと思います。

①圧力について

tutorialのケースでは全圧を用いて設定されておりますが、

これをそのままsimpleFoamのpに使用してもよろしいのでしょうか。

使用不可の場合には、pではどういった設定をすればよいのでしょうか。

普通のoutletのようにfixedValueで0にすればよいのでしょうか。

②その他の値について

Uやk、epsilon等ではinletOutletが用いられておりますが、

流出のみを考える場合にはzeroGradientを用いても違いはないのでしょうか。

③Uの境界条件について

また、少し勉強不足で申し訳ないのですが、Uの境界条件に関しまして、

symmetryPlaneは壁に沿う速度成分の鉛直方向の勾配が0、

zeroGradientは3成分の勾配が0、という認識をしているのですがあっていますでしょうか。

この場合、zeroGradientを用いれば自由流出はきちんと再現されるのでしょうか。

3方向の勾配が0で自由流出というのがなかなかイメージできないでいます。

以上です。

長文な上質問が多くなってしまって申し訳ありません。

皆様のご意見をいただければとてもうれしいです。

どうぞよろしくお願いいたします。

Y.T.

[ohbuchi]

こんにちは。
通常の流出境界（Outflow）は速度をZeroGradient、圧力をfixedValueで設定します。この場合、境界からの
逆流は存在しないことが前提です。
しかし、ご説明の内容から察するに、出入り自由な境界条件をお使いになりたいのでしょうね。
その場合、圧力は静圧または全圧を規定し、速度はinletOutletやpressureOutletInletVelocityなどの条件を
使います。要は、局所的な流れの向きで条件を切り替える方法です。

本来、境界条件設定位置は着目する領域から十分に離すことが重要です。メッシュサイズを引き伸ばして
遠方まで解析領域を広げれば、それ程メッシュ数が増やさなくて済みます。ただしアスペクト比があまり大きく
成りすぎない様に注意して下さい。

以上、ご参考まで。

2013年2月6日水曜日 1時14分40秒 UTC+9 Y.T.:

[Y.T.]

ohbuchi様、

返信遅くなりまして申し訳ございません。

回答ありがとうございます。

出入り自由にすると、やはり全圧か静圧を規定しなければいけないのですね。

いろいろ試してみました結果、やはり解析領域を十分にとろうということになりました。

ただ、やはり少しアスペクト比が大きいのが不安です。

アスペクト比が大きいのは上空のほうで、特に複雑な流れ場ではないので、

たぶん大丈夫だろうと思いますが。

これからもいろいろ試してみたいと思います。

どうもありがとうございました。

高野

2013年2月6日水曜日 2時31分56秒 UTC+1 ohbuchi: