キャビテーション計算の揚力・抗力係数について

[S.kita]

s.kitaといいます。

 

以下の論文をお題にして角柱まわりのキャビテーション計算をしていますが、

揚力・抗力係数が実験になかなか合いません。

 

「角柱まわりのキャビテーション流れにおける励振挙動」

太田ら、日本機械学會論文集. B編 60(579), 3789-3796, 1994-11-25

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002394058

 

参考までにケースファイルを添付いたしました。

どなたかご助言を頂けないでしょうか。

 

モデル情報としまして

・非常に粗いメッシュですが、3DのLES計算(Smagorinsky)をしています

 

・重心(0 0 0)、物体長さ2.8H=70mm、スパン幅2H=50mm(スパン方向cyclic)

 

・一様流9.0m/s、迎角0°、キャビテーション数0.5、0.55sec～0.85secまでで平均場取得

 

・interPhaseChangeFoam、キャビテーションモデルSchnerrSauer

 

・非キャビテーション計算(0.0～0.55sec)はCc,Cv=0、

     キャビテーション計算(0.55～0.85sec)はCc,Cv=1

 

・揚力・抗力係数はforceCoeffフォルダに書き出されていますが、履歴をみると

ともに一定の振幅をもっているのですが、履歴を平均した値が揚力・抗力係数と

いう理解でいいのでしょうか。

それとも定常解に達すると、いずれもある値に収束するならば解析する時間が短すぎるという

理解の方が正しいでしょうか。初歩的すぎる質問で恐縮ですが、ご回答頂けると幸いです。

 

宜しくお願いします。

 

 

 

 

[Ken-ichi]

hayashi です。

 

すでに忘却の彼方ですが

 

辺長比2.8の臨界断面では、

 

辺長比2.8より小さい角柱でみられる完全剥離の周囲流れにおける抗力・揚力

 

辺長比2.8より大きい角柱でみられる周期的再付着の周囲流れにおける抗力・揚力

 

二つの周囲流れの抗力・揚力が経時的に入れ替わって表れると思いますが。

 

 

2013年7月13日土曜日 11時30分28秒 UTC+9 S.kita:

[Youhei Takagi]

S.kita様

高木です。

実験の論文を見ますと、サンプリング周波数2kHz、標本数32768ですので、

実験の結果はだいたい16秒ぐらいのデータを平均しているようです。

ですので、計算時間が短い、平均数が少ないというおそれがあります。

非定常な渦を物体後方に放出している場合、抗力・揚力はある一定値

あたりを振動しますが、振動し始めたからといって流れが充分に発達

しているわけでもないので注意が必要です(短い周期での平均値が

ゆっくりと増加(減少)することもある、大きなうねりを伴っている)。

また、初期条件の履歴は思ったよりも残っている場合が多いので、

その点も注意されたほうがよいかと思います。

それでは、いつになったら十分に発達したと判断し、どれくらい平均

したらよいか？という問題ですが、やはり流れ場やレイノルズ数に

依りますので、経験的なところが多いです。平均時間については、

一様流が領域を流れた回数や、最大渦の時間スケールで規格化する、

などがあるかと思います。

以上ご参考までに。

[S.kita]

hayashi様

 

s.kitaです。ご回答ありがとうございます。

この角柱データ自体は他のコードなどでも取り上げられることの多い

ものなので、やってみた次第です。辺長比１の正方形角柱も試しに

やってみようと思います。

 

2013年7月14日日曜日 9時15分53秒 UTC+9 Ken-ichi:

[S.kita]

高木先生

 

s.kitaです。ご回答ありがとうございます。

 

実験に関する知見が０なので、実験データの論文を解析用にどのように

条件設定していくかは今後勉強が必要だなと思っているところです。

大変参考になりました。

 

まずは計算時間を長めにとって、流れ場の特性がどう変わっていくかを

調べてみようと思います。

 

2013年7月14日日曜日 21時19分11秒 UTC+9 yotakagi: