Microsoft PowerPoint - 第3回OpenCAE初歩情報交換会＠北東北_若嶋3.pptx

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1 調 査 報 告 pimpledymfoamの 設 定 について 一 関 高 専 若 嶋 OpenFOAM 2.3.xについてのみ 調 査 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 1 OpenFOAMで 利 用 できるDyMソルバー $ cd $FOAM_TUTORIALS $ find.-name*dym*./incompressible/pimpledymfoam./incompressible/pimpledymfoam/wingmotion/wingmotion2d_pimpledymfoam./compressible/rhopimpledymfoam./multiphase/multiphaseinterdymfoam./multiphase/interdymfoam./multiphase/compressibleinterdymfoam./multiphase/interphasechangedymfoam./multiphase/potentialfreesurfacedymfoam 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 2

2 DynamicMesh 機 能 で 実 現 できる 動 き 基 本 的 に 運 動 条 件 を 指 定 1 領 域 が 剛 体 運 動 ( 併 進, 回 転 )する 場 合 2 領 域 がトポロジー 変 化 を 伴 わずに 変 形 をする 場 合 ( 例 : 風 船 の 膨 張 収 縮 ) 3 領 域 のトポロジーが 変 化 ( 領 域 が 分 離 結 合 )する 場 合 ( 例 dynamicfvmesh?(dynamicmeshのクラスラッパー?) dynamicinkjetfvmesh? dynamicmotionsolverfvmesh メッシュ 変 形 を 伴 う 場 合 (メッシュモーフィング) dynamicrefinefvmesh メッシュリファインを 伴 う 場 合 solidbodymotionfvmesh メッシュ 剛 体 移 動 今 回 はこちらを 使 用 staticfvmesh DynamicMeshを 使 用 しない(=Static) 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 3 solidbodymotionfvmesh 1. 併 進 linearmotion 等 速 直 線 運 動 oscillatinglinearmotion 往 復 直 線 運 動 2. 回 転 rotatingmotion 等 速 回 転 運 動 今 回 はこちらを 使 用 oscillatiingrotationmotion 往 復 回 転 運 動 axisrotatingmotion 等 速 回 転 運 動 3. 船 の 動 き SDA(ShipDesignAnalysis:Roll/Sway/Heaveの3 自 由 度 ) 4. 上 記 の 組 み 合 わせの 運 動 multimotion 5. 速 度 が 変 化 する 場 合 などをテーブルで 指 定 (6 自 由 度 ) tabulated6dofmotion 参 考 ) 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 4

3 DynamicMesh 利 用 時 の 基 本 的 な 流 れ 1. 格 子 生 成 (ケースディレクトリ 中 の2つのサブフォルダ 中 に 作 成 ) 1. stator 側 Meshフォルダ mesh_stator/ でstatorメッシュ 作 成 AMI 領 域 境 界 は, 例 えば としておく 2. rotor 側 Meshフォルダ mesh_rotor/ でrotorメッシュ 作 成 3. rotor 計 算 領 域 にcellSet 名 rotor を 設 定 しておく(setSet batch/toposetコマンド) AMI 領 域 境 界 は, 例 えば としておく インターフェースのメッシュは 直 交 性 に 注 意 ( 精 度, 収 束 性 ) 4. mergemesh mesh_rotor mesh_stator rotormesh 配 下 にmergeされたメッシュフォルダが 生 成 される 5. polymeshフォルダを 本 来 の 場 所 にコピー 6. boundaryファイルを 修 正 (cyclicamipatch 作 成 ) 2. その 他 の 準 備 1. toposetコマンドでfaceset AMI を 作 成 system/toposetdict 2. renumbermesh( 大 規 模 メッシュのときのmatrix 演 算 の 効 率 化 ) 3. constant/dynamicmeshdictを 設 定 ( 回 転 中 心, 回 転 数 を 指 定 ) 3. ソルバー 1. ****DyMFoam(シリアル) 4. 可 視 化 1. ParaFoam(Paraview) stator CASE --0/ -- constant/ -- polymesh -- trisurface -- mesh_rotor/ mesh_stator/ system/ rotor copy 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 5 Simple 2D pimpledymfoam チュートリアル inlet 1m/s stator 2D 層 流 解 析 (z 面 は empty ) stator 計 算 領 域 : dx dy dz=1x1x0.1m rotor 計 算 領 域 :φ0.2m( 0.1m) 回 転 体 : m( 0.1m) slides チュートリアルのアーカイブはHPにて 公 開 予 定 rotor y x sides simple2d_ami --0/ -- constant/ -- polymesh -- trisurface -- mesh_rotor/ outlet mesh_stator/ --0 dz=0.1m --system/ 計 算 条 件 流 体 : 空 気 (ν=1e-5m 2 /s) inlet: U=(1 00), p=zerogradient outlet: U=zeroGradient, p=0 sides: slip solidwall: U=movingWallVelocity, p=zerogradient 回 転 体 60rpm rad/s 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 6

4 STEP 1: stator 領 域 のメッシュ 作 成 (blockmesh) $ cd mesh_stator(サブケースフォルダに 移 動 ) $ blockmesh stator slides inlet 1m/s outlet は, 回 転 領 域 とのstator 側 の 境 界 面 (patch/wall) 0, constant, systemフォルダ(と 中 身 )はダ ミーとして 作 っておく sides 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 7 STEP 2: rotor 領 域 のメッシュ 作 成 (blockmesh) $ cd.. $ cd mesh_rotor(サブケースフォルダに 移 動 ) $ blockmesh は, 回 転 領 域 とのrotor 側 の 境 界 面 (patch/wall) と 形 状 は 一 致 0, constant, systemフォルダ(と 中 身 )はダミーと してつくっておく blockの 指 定 で, rotor というcellZone 名 を 指 定 solidwall blocks ( hex ( ) rotor( ) simplegrading( ) hex ( ) rotor( ) simplegrading( ) hex ( ) rotor ( ) simplegrading( ) hex ( ) rotor ( ) simplegrading( ) ); 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 8

5 STEP 3: mergemeshes $ mergemeshes mesh_rotor mesh_stator mergemeshes<master> <slave> <master>フォルダに,<master>+<slave>のマージされたメッシュが1 時 間 ステッ プだけ 進 んだフォルダとして 生 成 される(polyMeshフォルダが 含 まれている) $ ls mesh_rotor/ 0 constant system $ mergemeshes mesh_rotor mesh_stator : $ ls mesh_rotor/ 0.001という 数 値 は 設 定 によります constant system -overwriteオプションをつけるとmesh_rotorのメッシュを 上 書 き 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 9 STEP 4: マージメッシュのコピーとcyclicAMI パッチの 設 定 メッシュデータを 本 来 のメッシュフォルダにコピー $ cp mesh_rotor/0.001/polymesh/* constant/polymesh/ cyclicamiパッチの 設 定 (constant/polymesh/boundaryの 編 集 ) $ vi constant/polymesh/boundary wall; ingroups 1(wall); startface 39600; cyclicami; matchtolerance 0.001; neighbourpatch ; transform noordering; ingroups 1(cyclic); startface 80200; wall; ingroups 1(wall); startface 80200; cyclicami; matchtolerance 0.001; neighbourpatch ; transform noordering; ingroups 1(cyclic); startface 80200; 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 10

6 STEP 5: 回 転 の 設 定 $ vi constant/dynamicmeshdict solidbodymotionタイプのdynamicmeshを 使 う dynamicfvmesh solidbodymotionfvmesh; motionsolverlibs( libfvmotionsolvers.so ); solidbodymotionfvmeshcoeffs cellzone rotor; solidbodymotionfunction rotatingmotion; rotatingmotioncoeffs origin (000); axis (001); omega ; //rad/s solidbodymotionタイプの 設 定 用 subdictionary 回 転 領 域 のcellZoneを 指 定 移 動 の 種 類 (= 回 転 ) 原 点 origin 回 転 軸 のベクトルaxis 回 転 数 omega (rad/sに 注 意 ) 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 11 STEP 6: 初 期 境 界 条 件 の 設 定 0/U 回 転 に 関 わる 部 分 のみを 示 します cyclicami; cyclicami; solidwall movingwallvelocity; // fixedvalue; value uniform (000); 0/p solidwall cyclicami; cyclicami; zerogradient; 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 12

7 STEP7: 計 算 実 行 (pimpledymfoam) $ pimpledymfoam 2014/12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 13 参 考 /12/5 第 3 回 OpenCAE 初 歩 情 報 交 換 北 東 北 14