流速と渦について

[河合勇樹]

大学でOpenFOAMを用いて鉛直取水管における渦発生時の水面の凹みの研究をしています。

このモデルの上の円柱の側面から水を入れ、立方体底面から流出させる条件です。この時、どの秒数においても流入する水の量と流出する水の量は一緒にして水面を一定に保っています。

https://drive.google.com/file/d/1mNc5T6OYC9Y8L-eu3QMjw3KWE23fLfrw/view?usp=drive_link

上記のファイルの条件で計算を行い水面に凹みはみられたのですが、渦が発生しておらず、正しい結果が得られませんでした。　

https://drive.google.com/file/d/1UfP7VZEOaoXX4m6UtGHVceNpbRqBA-QB/view?usp=drive_link

上記のファイルで流速（U)ファイルを修正し、意図的に旋回を与え渦を発生させようとのですが、流出>>>流入になり、かなり水面が下がってしまいました。　原因がどこにあるかご教授いただければ幸いです。　　OpenFOAMはv1906です。

[Hideaki Kominami]

河合勇樹さん

kominamiです。

kawai_250.zipが大きすぎてダウンロードできず、kawai_250_new.zipだけを見てみました。

Uファイルでは以下の指定がされているように思うのですが？

・流入部の境界では、流量Qの値が、 切片 0.00174で傾き 0.00174の一次直線（時刻t=0～100の範囲）、t>100では一定値0.174になるようにプログラムをしている。

・流出部の境界では、テーブル形式での指定ですが、切片0.00174で傾き0.174/1000（時刻t=0～1000の範囲）、t>1000では一定値0.174になるという指定になっている。

したがって、時刻t=0～1000の範囲では、流入流量＜流出流量　で、液面が下がっても不思議はないと思いますが？

以上、よろしくお願いいたします。

2025年12月17日(水) 18:39 河合勇樹 <yuki17...@gmail.com>:

--
このメールは Google グループのグループ「OpenFOAM」に登録しているユーザーに送られています。
このグループから退会し、グループからのメールの配信を停止するには openfoam+u...@googlegroups.com にメールを送信してください。
このディスカッションを表示するには、https://groups.google.com/d/msgid/openfoam/ec67f7cc-e275-467a-9485-0e38cf8c3eacn%40googlegroups.com にアクセスしてください。

[Hideaki Kominami]

すいません、桁(0)の見間違いをしていました。

流入流量＝流出流量となっているのでも問題ないと思います。

=====

河合勇樹さん

kominamiです。

kawai_250.zipが大きすぎてダウンロードできず、kawai_250_new.zipだけを見てみました。

Uファイルでは以下の指定がされているように思うのですが？
・流入部の境界では、流量Qの値が、 切片 0.00174で傾き 0.00174の一次直線（時刻t=0～100の範囲）、t>100では一定値0.174になるようにプログラムをしている。

・流出部の境界では、テーブル形式での指定ですが、切片0.00174で傾き0.174/1000（時刻t=0～100の範囲）、t>100では一定値0.174になるという指定になっている。


以上、よろしくお願いいたします

2025年12月20日(土) 15:17 Hideaki Kominami <jce0...@gmail.com>:

[河合勇樹]

Kominami様　

回答ありがとうございます。

　
logを見る限りinletには全く流入しておらず流入<<流出になっていますが、Uファイルの流量は流入＝流出になっているとのことなので他に何か原因があるか探してみます。　　p_rghやalpha.waterでUファイルのinletと相性が悪い設定をしている可能性もあるのでそちらの方も確認してみます。

2025年12月20日土曜日 15:30:22 UTC+9 Hideaki Kominami:

[nakagawa]

数字を見るときには，単位も付けて考える方が安全ではないでしょうか。

境界条件として設定されているのは流量（体積流量）であり，m^3/sです。

functionsを追加してチェックしているのは rhoPhi の sum なので，質量流量（kg/m^3 m/s m^2) です。

単相流の場合には，どこもかしこも同じ密度なので，混乱はないかもしれません。

混相流の場合には，流入または流出する流体の種類によって密度が異なることがあります。そのため，流量なのか質量流量なのかを明確にして議論することが必要ではないでしょうか。

流量でみれば，全ての境界面を考えれば，流入＝流出になります。ならないと計算が成り立ちません。しかし，質量流量では必ずしもそうなりません。密度によります。

計算初期に流入させる水の量が少ないようなので，大気開放部分から多くの空気が流入しており，質量流量が小さく見えているのではありませんか。

計算ログなど，テキスト情報は，画像ではなく文字として記載する方が，アドバイスなど得やすいかもしれません。見る人の環境によっては，画面を撮影したものは見にくい（そして無駄に通信量が多くなる）ためです。

問題の原因を把握するためには，数字には単位を付けて考えることをお勧めします。そして，全ての境界面での値を見る・可視化することをお勧めします。

なかがわ

2025年12月20日土曜日 16:36:18 UTC+9 yuki17...@gmail.com: