OpenFoamではじめての流体解析 まずはキャビティ流れを確認する

まくまく
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OpenFoamではじめての流体解析をしてみましょう。まずは公式チュートリアルにあるキャビティ流れの解析を実行します。



WindowsへのUbuntu、OpenFoam、Paraviewなどのインストールは前回の記事を参照ください。ここではOpenFoamが正常にインストールされていることを前提に進めていきます。

openfoamの立ち上げ

wsl
openfoam2212

コマンドプロンプトにwsl、openfoam2212を入力
2212はバージョンです。異なるバージョンの場合はここの数値を変更します。
ちなみにopenformから抜けるには「exit」を入力します。

mkdir -p /mnt/c/Users/ユーザー名/cavitytest

チュートリアルのCavityをコピーするためのフォルダを作成します。ここではwindowsのCドライブ、ユーザー名のフォルダに「cavitytest」というフォルダを作成しました。
※ユーザー名は書き換えてください

mkdirは、”make directory”の略称で、新しいディレクトリ(フォルダ)を作成するために使用されるコマンドです。
cd /mnt/c/Users/ユーザー名/cavitytest

次に先ほど作成したcavitytestフォルダへ移動します。

cdコマンドは、”change directory”の略称で、Ubuntuや他のUnix系のオペレーティングシステムで、現在のディレクトリを変更するために使用されるコマンドです。
cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/icoFoam/cavity/cavity/* /mnt/c/Users/ユーザー名/cavitytest/

これでチュートリアルのcavityフォルダがコピーされます。

cavitytestフォルダに以下の3つのファルダがコピーされていると思います。

ここではcavitytestというフォルダを作成しましたが、公式サイトのチュートリアルにあるように以下のようにしてもOKです。

mkdir -p $FOAM_RUN
cp -r $FOAM_TUTORIALS $FOAM_RUN

cavity流れとは?


キャビティ流れとは、液体内部に気体の空洞(キャビティ)が生成され、その空洞が液体中を移動する流れのことを指します。上面はある流速で流れていて、他の3辺は静止している壁です。

メッシュの作成


デフォルトでは20×20のメッシュが作成されます。

blockMesh

blockMeshと入力してみましょう。

icoFoam

ソルバーであるicoFoamと入力.

icoFoamは、圧縮性がない(incompressible)流体の流れをシミュレートするために使用されます。Navier-Stokes方程式を解き、時間的および空間的な微分項を含む連続方程式を解析的に解くことにより、流体の速度と圧力を求めます。このソルバーは、単純なケースから複雑な幾何学形状、境界条件、流れの状態まで、さまざまな場合に適用できます。icoFoamは、単一相流、つまり流れが単一の流体で構成されている場合に使用されます。このソルバーは、液体や気体などの圧縮性のない流体の流れをシミュレートすることができます。

paraviewでの可視化

paraFoam

ここまできたら次はポストプロセスです。paraviewで可視化しましょう。「paraFoam」と入力するとparaviewが立ち上がります。


立ち上がった画面はこちら。まだ何も表示されていません。


左側の中央にある「Apply」のボタンを押すと着色されたのが分かると思います。ここから色々と設定を変えていきましょう。


速度を表示したいので「U」を選択。


矢印を表示するには「Glyph」を追加して、左下の「Properties」で見え方を調整。


コンターの色は、左下のColoringの「Edit」またはハートマークのアイコンから。あと右下の「Color Discretization」は一桁くらいにしているほうが見やすいかもしれません。


書き出した画像はこちら。

paraviewでの可視化設定の保存


可視化設定を保存するときは、右上のファイルから「Save State」を選択。読み込むときは「Load State」です。

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