多孔質体の設定について

[ryoya takeda]

はじめまして。竹田と申します。現在、人工光型植物工場におけるリーフレタス周辺の気流に関する研究を進めております。

OpenFOAM の fvOptions による Darcy–Forchheimer 多孔質体モデルでレタス群落を近似し、周辺気流の再現を試みております。しかし、文献で報告されている Forchheimer 係数（例：F≈2）に対し、私のケースでは約 500 倍大きい値を設定しないと、可視化実験（PIV 等）との整合が得られません。同種のリーフレタスを対象とする論文に基づいており、値そのものの誤りとは考えておりません。

つきましては、OpenFOAM で多孔質体モデルを用いる際の係数の考え方や追加設定に関して、見落としがないかご教示いただけますと幸いです。

比較結果、ケースファイル、参考論文は本文末に記載（または添付）しております。お忙しいところ恐れ入りますが、アドバイスを頂戴できれば大変ありがたく存じます。

— 添付／参照 —
・結果概要（レタス形状：半球、f=2、流入：5.0m/s、右上ノズル(画像左下方向へ流入)）
・OpenFOAM ケース一式（fvOptions 等）
・参考論文

[Hideaki Kominami]

竹田さん

kominamiです。

Darcy–Forchheimer 多孔質体モデルについての解説は、こちらのpenguinitis氏の記事を読んでください。
https://ss1.xrea.com/penguinitis.g1.xrea.com/study/OpenFOAM/porous/porous.html

＞同種のリーフレタスを対象とする論文に基づいており、値そのものの誤りとは考えておりません。
いいえ、この文面から、値の誤りの可能性「も」あります。植えられているレタスの密度やレタスの玉のサイズによって、Darcy–Forchheimer係数の値が異なります。

少々厳しい表現になりますが、『先行論文の値を鵜呑みにして適切でないかもしれない値を使って計算した結果が、実際の現象（PVI等の可視化結果）と異なっている。』ということを竹田さんはおっしゃっています。最終的に行いたいCFD計算の前に、実験で風量と圧力損失の関係を測定してDarcy–Forchheimer係数のパラメータフィッティングを行うか、レタスの配置パターンを基にCFD計算で（実験と同様に）風量と圧力損失の関係を測定してDarcy–Forchheimer係数のパラメータフィッティングを行うか、どちらかが必要です。

（“同種のリーフレタスを対象とする論文に基づいており、値そのものの誤りとは考えておりません。”という文章が無ければ、このような厳しい表現をしません。）

以上、よろしくお願いいたします。

2025年11月7日(金) 19:03 ryoya takeda <takedar...@gmail.com>:

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[ryoya takeda]

ご返信ありがとうございます。

返信が遅くなってしまったことをお詫びします。

""私の同種のリーフレタスを対象とする論文に基づいており、値そのものの誤りとは考えておりません""という考えに至っていることについて、仰る通りでございます。ご指摘ありがとうございます。
もう一度考え直します。ありがとうございます。

竹田

2025年11月7日金曜日 21:21:37 UTC+9 Hideaki Kominami: