twoPhaseEulerFoamが扱える問題について

[kuno]

[環境 : windows 10 (wslを使用)、ubuntu 18.04 LTS、OpenFOAM-v1906]

皆様こんにちは。久野です。初心者です。

お世話になります。

現在私は空気中に水素その他の様々なガスを吹き出す噴流をシミュレーションしたいと考えております。そのため、多相流体を扱えるtwoPhaseEulerFoamを使用して、噴流の再現を試みています。

使用したblockMeshを画像で添付します。これをtwoPhaseEulerFoam/LES/bubbleColumnのケースに適用しました。

0のファイルの境界条件はそのままです。（最終的には変えるべきですが、まずは）blockMeshの設定の方で合わせました。特にalpha.airの21行目でメッシュの数が指定されているので、ここを変更しなくても良いようにblockMeshのメッシュ数は1875に合わせました。

それ以外は何も変更していません。段階を踏んで変えていきたいと考えたためです。

blockMesh、setFields、twoPhaseEulerFoamの順にコマンドを打ち、計算を試みたところ、それぞれエラーを出さずに終了しました。

しかし、計算は途中で強制終了してしまったのか、結果のファイルが出力されませんでした。計算のログを見るかぎりでは、温度が絶対零度を下回ってしまったので計算が終了したのだと思います。このログも画像で添付します。

私の方法で誤っていると思われる点はどこでしょうか？

そもそもtwoPhaseEulerFoamは直方体の領域でしか動かないのでしょうか？

どうすれば目標に到達できるのか、ご教授願います。

私の計算条件に不明な点がございましたら、お申し付けください。

久野

[Youhei Takagi]

久野様

高木と申します。

計算設定が全て記載されていないのでこちらで再現することはできませんが、

ログを見るとvolume fractionがマイナスになっていますので、温度(エネルギー)の

計算以前に破綻していると思います。質量保存が成り立っていません。

等温条件にして、流入速度が極めて遅い条件からテストするのが良いかと

思います。

以上ご参考までに。

2021年6月22日(火) 13:54 kuno <kusano....@gmail.com>:

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[kuno]

高木様

久野です。ご助言いただきありがとうございます。

wslを回すファイルを添付したほうが良かったですね。失礼しました。

等温条件について、少し調べてみたのですが変更方法がわかりませんでした。

ですので、流入条件について少し考え直してみました。

計算ファイルを添付します。

bubbleColumn1_5では0のファイルのU.airでoutletの流出にinletと同じ値が使われていました。

これは元のケースでinletとoutletの断面積が等しいためだと思います。

私が作った領域では2つの断面積は異なるため、これでは質量保存が成り立っていません。

なのでtypeをzeroGradientにして計算をしてみましたが、これも同じように強制終了してしまいました。

zeroGradientに変更した後のファイルをbubbleColumn1_6として添付します。

こちらで問題を見つけられるでしょうか？

他人任せで申し訳ございません。

よろしくお願いいたします。

久野

2021年6月22日火曜日 14:42:23 UTC+9 yotakagi:

[sariew8]

興味があったので、横から失礼します。

空気ー水素 とのことですが、これですと、二成分一相であって、本ソルバーの二成分二相モデルで

解けるのですか？

2021年6月22日火曜日 18:12:49 UTC+9 kuno:

[kuno]

sariew8様

久野です。コメントありがとうございます。

解けるかどうかはわかりません。具体的な方程式や、積分のプログラムなどがどうなっているのか、今の私にはわからないためです。

私がtwoPhaseEulerFoamを試しているのは、解けるかどうかを検証する意味もあります。

twoPhaseEulerFoamでは物性を変更することができ、試しに流体の分子量などを変えて計算してみたことはありますが、液体と気体をどのように切り替えるのか（そもそも切り替えられるのか）はわかりませんでした。

ただ、最終的に空気と水素の流れを解くことができれば良いので、twoPhaseEulerFoamにこだわる必要はありません。

sariew8様は、空気-水素の流れを解けそうな方法を、他にご存知ですか？

もし良い方法があれば、ぜひご教授願いたいです。

よろしくお願いいたします。

久野

追伸

twoPhaseEulerFoamで、元のチュートリアルのようにinletとoutletの断面積を揃えてやれば計算できそうだと思い、今日やってみましたが同じ結果（計算が強制終了）でした。ただ、1秒目のファイルは書き込み出来ていて、paraviewでも内容を確認できました。

もう少し掘り進めてみる予定です。

↓1秒目の空気の体積率。

2021年6月24日木曜日 18:49:31 UTC+9 sariew8: