OpenFOAMチュートリアルCavityカスタマイズ:BlockMeshのsimpleGradingを理解する

まくまく
まくまく
OpenFoamではじめての流体解析をしてみましょう。公式チュートリアルにあるcavityカスタマイズ編の続きです。今回はblockmeshのsimpleGradingを変更してみようと思います。



OpenFoamチュートリアルcavityについて

cavity流れについては以下の記事で書いていますので、まずはこちらを参照ください。>>>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

前回の記事と今回のゴール

前回までの記事で、cavityをカスタマイズして左から右へ流体が流れるようにしました。こちらの記事を参照ください。本記事ではこの記事に記載しているコードをベースにしています>>>OpenFOAMチュートリアルCavityカスタマイズ:流体を左から右へ流す方法


こんな感じで左が流入側、右が流出側です。上下は壁です。

今回はこの正方形の解析領域のメッシュを変更します。

尚、本シリーズはOpenFoamの使い方に慣れることを目的としているので、解析の正確性などを保証するものではなく、まずは設定を変更して流体の流れを変えること。この実現をゴールとします。(試行錯誤して行っていますので余計な記載や、変更が十分でないところがあることご了承願います。また環境やバージョンによって結果が異なる可能性もあります。)

cavityのファイル構成を確認

まずはcavityのファイル構成を確認しましょう。


フォルダは「0」「constant」「system」の3つです。

「0」フォルダ:初期条件のファイルを含むフォルダです。初期速度、圧力など。

「constant」フォルダ:定数パラメータを含むフォルダです。物理的な特性など。

「system」フォルダ:計算の制御や設定を含むフォルダです。時間ステップの設定、ソルバーの選択、解析制御ファイルの作成方法など。

system – blockMeshDict

systemフォルダにあるblockMeshDicファイルを編集していきましょう。

vertices
(
    (0 0 0)
    (1 0 0)
    (1 1 0)
    (0 1 0)
    (0 0 0.1)
    (1 0 0.1)
    (1 1 0.1)
    (0 1 0.1)
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 1) simpleGrading (1 1 1)
);

いつもの六面体を作成して、最後にsimpleGrading (1 1 1)を記載しています。

simpleGrading (1 1 1)の場合は、こんな感じのメッシュになります。
以後、このsimpleGradingの箇所のみを変更していきます。

simpleGrading: 拡大率を設定。要素のサイズを指定した倍率に従って調整することができます。


simpleGrading (4 1 1)ならX方向の正の方向のメッシュが大きくなります。(4倍になります)


simpleGrading (-4 1 1)ならX方向の負の方向のメッシュが大きくなります。


simpleGrading (1 4 1)ならY方向の正の方向のメッシュが大きくなります。


simpleGrading (4 4 1)ならX,Y方向それぞの正の方向のメッシュが大きくなります。このようにsimpleGradingはx,y,zと数値が並んでいるので、拡大したい軸と方向(正負で表記)を指定すればよさそうです。

simpleGrading (((0.2 0.4 1)
            (0.6 0.2 1)
            (0.2 0.4 1)) 1 1)

このようにリストで記載することもできます。リストで表記すると分割されて、その比率は20%、60%、20%になります。中央は4分割された大きなメッシュ、両サイドは8分割された小さなメッシュの組み合わせになります。

simpleGrading (((0.2 0.4 4)
            (0.6 0.2 1)
            (0.2 0.4 0.25)) 1 1)

両サイドのメッシュの大きさを徐々に変えることもできるようですね。

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