概要
オープンCAEシンポジウム2021のオープンCAEコンテスト2021に応募したミルククラウン解析の解析結果をコンテストが終了したので、順次公開します。
解析モデル
解析は全体の1/4の領域で行い、後処理で対象面を結合します。
壁面はスリップなし、天井部は開放、底部は接触角5°を設定します。
| 項目 | 単位 | 設定内容 |
|---|---|---|
| 液滴直径 D | mm | 7.04 |
| 落下速度 U | m/s | 1.61 |
| 初期水位 h | mm | 0.82 |
| 項目 | 単位 | 設定内容x | 設定内容y | 設定内容z |
|---|---|---|---|---|
| 長さ L | mm | 30 | 30 | 20 |
| 分割数 N | - | 300 | 300 | 150 |
上図にある通り、x, y方向は均等に分割しますが、z方向は丈夫をgradingにして総メッシュ数を減らすようにしています。
解析条件
解析はESI版OpenFOAM-v2106で実施しました。ソルバはinterFoamで、Smoothed CSFモデルを実装しました。
Smoothed CSFモデルについては、別途詳しく説明します。
| 項目1 | 項目2 | 項目3 | 単位 | 設定内容 |
|---|---|---|---|---|
| system | controlDict | 開始時刻 | sec | 0 |
| 終了時刻 | sec | 4e-02 | ||
| 出力間隔 | sec | 1e-04 | ||
| $\Delta$ t | sec | 自動調整 | ||
| 最大$\Delta$ t | sec | 0.5 | ||
| 最大Co | - | 1 |
| 項目1 | 項目2 | 項目3 | 項目4 | 設定内容 |
|---|---|---|---|---|
| system | fvSchemes | ddtSchemes | - | Euler |
| gradSchemes | - | Gauss linear | ||
| divSchemes | div(rhoPhi,U) | Gauss linearUpwind grad(U) | ||
| div(phi,alpha) | Gauss vanLeer | |||
| div(phirb,alpha) | Gauss linear | |||
| div(((rho*nuEff)*dev2(T(grad(U))))) | Gauss linear | |||
| laplacianSchemes | - | Gauss linear orthogonal | ||
| interpolationSchemes | - | Gauss linear | ||
| snGradSchemes | - | orthogonal | ||
| fvSolution | "alpha.water.*" | nAlphaCorr | 2 | |
| nAlphaSubCycles | 1 | |||
| cAlpha | 1 | |||
| icAlpha | 0.5 | |||
| scAlpha | 1 | |||
| MULESCorr | yes | |||
| nLimiterIter | 5 | |||
| solver | smoothSolver | |||
| smoother | symGaussSeidel | |||
| tolerance | 1e-08 | |||
| relTol | 0 | |||
| "pcorr.*" | solver | PCG | ||
| preconditioner | DIC | |||
| tolerance | 1e-10 | |||
| relTol | 0 | |||
| p_rgh | solver | GAMG | ||
| smoother | DICGaussSeidel | |||
| tolerance | 1e-07 | |||
| relTol | 0.05 | |||
| p_rghFinal | $p_rgh | - | ||
| relTol | 0 | |||
| U | solver | PBiCGStab | ||
| preconditioner | DILU | |||
| tolerance | 1e-06 | |||
| relTol | 0 | |||
| PIMPLE | momentumPredictor | no | ||
| nOuterCorrectors | 1 | |||
| nCorrectors | 3 | |||
| nNonOrthogonalCorrectors | 0 |
| 項目1 | 項目2 | 項目3 | 単位 | 設定内容 |
|---|---|---|---|---|
| constant | transportProperties | 水の動粘性係数 $\nu$ | m2/s | 1e-06 |
| 水の密度 $\rho$ | kg/m3 | 1000 | ||
| 空気の動粘性係数 $\nu$ | m2/s | 1e-05 | ||
| 空気の密度 $\rho$ | kg/m3 | 1 | ||
| 表面張力 $\sigma$ | N/m | 0.0725 | ||
| g | 重力加速度ベクトル | m/s2 | (0 0 -9.81) | |
| turbulenceProperties | シミュレーション型 | - | 層流 |