反応を伴わない化学種拡散解析

[sy]

山田と申します。

いつも参考にさせて頂いております。

早速で恐縮ですが、表記の件につきまして。

現在、OpenFOAMを使用し、

反応を伴わない化学種拡散解析

を行いたいと考えております。

具体的には、燃焼器からの排ガスの拡散問題で、

・定常　（将来的には非定常にも着手）

・空気、CO2,水蒸気の３種の化学種

・化学種間の浮力も考慮したい

なのですが、

探してみても、

思ったようなソルバーやチュートリアルがなく困っております。

過去になにか実践された経験がありましたら、

使用したソルバー等をお教え頂けないでしょうか？

過去の投稿を読んだり、ネットで探してみると、

reactingFoamを反応部分をキャンセルさせて使用する

といった代替案もあるようですが、

もし実践or検証された方が

経験談などお教え頂ければ、幸いでございます。

[ishigaki]

石垣ともうします。

まさにおっしゃる通りの解析をしています。（空気，ヘリウム， 蒸気体系）

浮力を考慮したいのなら，rhoReactingBuoyantFoamつかって，化学反応部分を 消去するのが

簡単かと思います。

圧力をp_rghの形で処理しないと浮力を考慮したときの圧力の計算がうまくいかないと思います。

手元に 改良したコードがないので，これ以上細かい説明がｄけいませんが，ご参考までに。

2017年4月4日火曜日 13時52分10秒 UTC+9 sy:

[sy]

石垣さま

貴重なご意見、誠にありがとうございます。

糸口さえつかめていない状態でしたので、

大変有難く感じております。

圧力部分の改良のところを、独力でできる自信は全くありませんが、

まずはコードの理解から進めていくよう致します。

2017年4月4日火曜日 23時24分33秒 UTC+9 ishigaki:

[ishigaki]

圧力部分はそのまま使い回しで、化学反応部分だけの修正でいけるのではないかと思います。

[sy]

石崎さま

ご連絡頂き、ありがとうございます。

ご指摘の通り、圧力部分は特別なことせず、

化学反応部分をキャンセルすれば、いけそうな気がしております。

貴重なご意見、ありがとうございます。

2017年4月5日水曜日 21時43分45秒 UTC+9 ishigaki:

圧力部分はそのまま使い回しで、化学反応部分だけの修正でいけるのではないかと思います。

[sy]

石垣さま

度々の質問、申し訳ございません。

また、先の返信でお名前間違えしまい、申し訳ありませんでした。。

アドバイスを踏まえて、rhoReactingBuoyantFoamを使用してみました。

そして、非定常解析の方は、計算が走りだすところまで確認できました（精度検証の方は未実施でございます）

しかしながら、rhoReactingBuoyantFoamでは、Pimpleアルゴリズムを使用せざるをえないため、

目下行いたい定常解析の方がうまくできておりません。

以下の方法により、なんとか解決を試みましたが

いずれもうまくいっておりません。

①fvSchemesのddtScemesをEulerからsteadyStateに変更など、

設定条件を変更して、

むりくり定常解析させようと試みる

⇒rhoEqn.Hのところで発散

②buoyantSimpleFoamのソースを見ながら、

rhoReactingBuoyantFoamをsimpleに変更することを試みる

⇒なんとか走りだすも、化学種の輸送方程式がうまく解けず発散（山田の理解不足によるコード変更ミスが原因と思われます）

そこで、質問というかお願いなのですが、

もし石垣さまの方で、定常解析も実施済みでございましたら、

アドバイス等頂けないでしょうか？

こちらの要望ばかりで、恐縮ですが、

ご返答頂けると、幸いでございます。

山田

[ishigaki]

すいません、定常解析しようとしたことがないので、どこがポイントか分かりません。
なんか分かりそうでしたら、また後ほど書きたいと思います。

石垣

[sy]

石垣さま

ご返答頂き、ありがとうございます。

私の方でも検討を進め、問題解決致しましたら、

ご報告するよう致します。

山田

2017年4月11日火曜日 23時44分58秒 UTC+9 ishigaki:

[すもも]

以下、参考まで。

OpenFOAM 2.0.0: Steady-State VoF
https://openfoam.org/release/2-0-0/steady-state-vof/

LTS (local-time stepping) というもので、非定常ソルバーで定常解を得る。

OpenFOAM 4.1 だと reactingFoam のチュートリアルに "counterFlowFlame2DLTS" というのがあります。
ddtSchemes で "localEuler" が指定してある。
rhoReactingBuoyantFoam でも、コード内に "LTS" の判定があるので、使えそうです。


2017年4月12日水曜日 13時01分04秒 UTC+9 sy:

[sy]

貴重なご意見、誠にありがとうございます。

恥ずかしながら、

LTSという存在自体、初めて知りました。

ざっと調べただけの、ざっくりとした理解ですと、

このＬＴＳを使用すると、

（流速・セルサイズともに大きいところは、タイムステップも大きくするといったような）

各セルごとに最適なタイムステップで計算することができる

と思っております。

かなり浅い理解度の状態で

質問するのは恐縮ですが、

上記を踏まえて、お聞きしたいことがございます。

LTS を使した非定常ソルバーによって得られる結果は、

定常ソルバーで得られる結果（収束解）とほぼ一致するのでしょうか？

それとも、定常状態※に達した非定常解が得られるのでしょうか？

※　ここで記載する定常状態とは、

例えば、建物後流でカルマン渦が安定して放出されている状態といったようなイメージでございます。

[sy]

上記投稿、一部間違いございました。。

訂正致します。

2017年4月13日木曜日 16時54分36秒 UTC+9 sy:

貴重なご意見、誠にありがとうございます。

恥ずかしながら、

LTSという存在自体、初めて知りました。

ざっと調べただけの、ざっくりとした理解ですと、

このＬＴＳを使用すると、

（流速が小さく・セルサイズが大きいところは、タイムステップも大きくするといったような）

[すもも]

>LTS を使した非定常ソルバーによって得られる結果は、

>定常ソルバーで得られる結果（収束解）とほぼ一致するのでしょうか？

>それとも、定常状態※に達した非定常解が得られるのでしょうか？

>

>※　ここで記載する定常状態とは、

>例えば、建物後流でカルマン渦が安定して放出されている状態といったようなイメージでございます。

LTSは「定常ソルバーで得られる結果（収束解）」を非定常ソルバーで得ようとするものだと思います。

[sy]

ご返信頂き、誠にありがとうございます。

他のソルバーのコードを 見てみると、

rhoPimpleFoamもLTSが使用できそうなので、

rhoSimpleFoamと比較してみて、結果が同様になるか試してみるよう致します。