ソルバーの残差の修正と圧力結果の振動に関しての質問

[呉成培]

お世話になっております。

僕は現在大学院で数値計算関連研究をしながらOpenFOAMを使用している
学生で呉と申します。

ソルバーの残差の修正と圧力結果の振動に関して質問があって
投稿します。
どなたか簡単にでもアドバイス頂ければ本当に幸です。

現在僕は歯車のオイルかき上げ解析をやっていて
250, 500, 1000, 1500, 1750rpmといったように回転速度以外は
同じ条件で解析をやっています。

ソルバーはinterDyMFoamで、乱流モデルはLESモデルを使用しています。


解析中には低いrpm順に計算の発散が頻繁に発生しました。
（1750, 1500rpmは発散なく計算が終了します。）

http://www.geocities.jp/penguinitis2002/study/OpenFOAM/stabilize_calculation.html

250rpm 500rpm 1000rpmに関しては上のURLを参考に時間刻みを小さくしたり、
smoother にGaussSeidelを DICGaussSeidelに変更するなど
試行錯誤した結果、何とか5つとも解析を終える事が出来ました。

ただ自分がした調整のなかでひとつ気になるのが。。
上記のURLによると、計算の安定のためには

"ソルバーの tolerance や relTol を小さくしてみる。"

とのアドバイスがあったのですが、、残差を小さくすると余計に計算が発散するような
気がして、結局僕は残差を大きくして計算を終了しました。
（残差を大きく修正したのは250rpmと500rpmでした。）

トルクの結果をみると250rpmと500rpmで圧力の振動がかなりひどかいです。
（ただ粘性トルクの値は振動してないです。）

やはりこれは圧力に関する残差を大きくした結果と考えて正しいのでしょうか？

LESモデルで歯車表面付近で回転が遅いと圧力の振動が激しく起こるのかな。。とも考えてみましたが
どうも違う気がしてお聞きします。

残差を小さくして計算して比べてみればいいのですが、また計算が発散してしまうので
比較が出来てない状態です。

すみませんがどなたかアドバイス頂ければ本当に助かります。
お手数ですが宜しくお願いします。


呉

[waku]

呉さん

わかしまと申します。

問題の原因がいろいろありそうなので、問題の切り分けのため
1)　２相流と単層流でも圧力変動がでるのか？
２）Ｌａｍｉｎａｒ、ＲＡＳで計算すると圧力変動はどうなるか？
を比べてはいかがでしょう。

非定常計算をやっていると思いますので、最終的なtoleranceは０でしょうし、
relTolは0.1とか0.01とかが一般的と思います。
（圧力のtolelanceは速度などよりも１階微分で式に含まれることもあり、精度的に
　それなりに厳しくしないといけないと思います。）


2017年6月7日水曜日 20時25分20秒 UTC+9 呉成培:

[呉成培]

 わかしま　様

アドバイスありがとうございます、

おっしゃって頂きました内容で現在いろいろと試している段階です。

やはり問題を単純化して比べてみるのが一番効果的だということを
理解しました。

計算時間が各ケースごとに1週間くらいかかってしまし
まだ具体的な結果がみれてないですがおっしゃって頂きまいた
内容で修正しながら比較していきたいと思います。

重ねてアドバイスありがとうございます。


呉　成培