2016 01 bubble_column

オープンCAEコンサルタントOCSE^2　代表　野村悦治

2015/1/16　オープンCAE勉強会＠関西　

1

bubbleColumn Variationsin OpenFOAM-3.0.0/tutorials

動機

2

tutorials/multiphase/..bubble...

3

4

U.air=0.1, U.water=0 m/salpha.air=0.5, T.air=300Kalpha.water=0.5, T.water=350K

points: 3952 cells: 1875

( 25 x 75 )

1.0

0.15

0.1

airalpha.air=1alpha.water=0T.air=300K

wateralpha.air=0alpha.water=1T.water=350K

bubbleColumn Variations

5

twoPhaseEulerFoamlaminar

bubbleColumnbubbleColumnIATE

RASbubbleColumn

LESbubbleColumn

reactingTwoPhaseEulerFoamlaminar

bubbleColumnbubbleColumnIATEbubbleColumnEvapolatingbubbleColumnEvapolatingDissolving

RASbubbleColumnbubbleColumnEvapolatingReacting

LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn

reactingMultiPhaseEulerFoamlaminar

bubbleColumn

bubbleColumn Variations

6



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

twoPhaseEulerFoam

7

1,2051,0951,2301,150ExecutionTime

8

http://bit.ly/1Ow415Ucase毎に内容調査・比較

http://bit.ly/1Ow415U

http://bit.ly/1Ow415U

9

fields

10

IATE 固有の変数

乱流関連変数

fields

11

12

IATE 関連モデルパラメタ

ｇphaseProperties

13

residualAlphaの指定の有無（実質的な違いはなさそう）

phaseProperties

14

thermophysicalProperties.air / water

15

全て同一

thermophysicalProperties.air / water

16

乱流モデルに応じたパラメタ記述

turbulenceProperties.air / water

17

使用するField変数の違いに応じてdivSchems が追加されている

fvSchemes

18

fvSolution

19

使用するField変数の違いに応じて項目名が追加されて

いる

tolerance がケースに応じて微妙に異

なってはいるが実質的な違いはなさそう

乱流計算に必要

fvSolution

20

IATE (Interfacial Area Transport Equation) bubble diameter model.

bubbleColumnIATE

21

まとめ1

22



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

基本

粒径モデルを IATEに（他は一定値）

乱流モデルをRASに

乱流モデルをLESに（但し、メッシュは同一なので、結果の比較は

意味なし）

reactingSolver w/o reacting

23



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

1,223

1,230

1,150

1,205

1,095

1,362

1,282

589

計算が途中で異常終了

24

fields

結果出力の有無

他のケースも同様

25

phaseProperties

twoPhaseEulerFoam ではtype指定パラメタが無かったが、reactingTwo...

では必要

表面張力パラメタが、sigmaから

surfaceTensionに変わった

まとめ2

26



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

1,223

1,230

1,150

1,205

1,095

1,362

1,282

589

計算が途中で異常終了

twoPhaseEulerFoamのcaseと同等問題をreactingTwoPhaseEulerFoamを用いて計算できるようにしたもの（計算時間は少々増加する）

laminar Variations

27



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

基本

28

1,095ExecutionTime 1,223 6,728 8,340

気中での反応を計算する為

気中領域を大きくとってある

29

fields

30

phaseProperties

詳細はデータシート参照typeに応じて、いくつかパラメタが変更されている

31

蒸発を考慮した結果、気中での温度拡散が良くなった気中での温度がほとんど

上昇していない

32

reacting Variations

33



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

34

ExecutionTime 26,891

35

fields

36

phaseProperties

37

38

reaction.gas

39

thermo.gas

まとめ3

40



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

蒸発を考慮（水→水蒸気）

蒸発＆凝縮を考慮（水←→水蒸気）

化学種反応を考慮

multiphase

41



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

42

432 1,242 1,093ExecutionTime

43

44

reactingMulti..と、reactingTwoPhase...

の違いは、type名が違っているだけ

45

物性の定義ファイルが異なっている

multiphaseEulerFoamは非圧縮モデル？

まとめ4

46



RASbubbleColumn

LESbubbleColumn




LESbubbleColumn

multiPhaseEulerFoam

bubbleColumn


bubbleColumn

非圧縮性問題

圧縮性問題多相流ソルバにて２相流問題を解いている（計算時間は少々増加）

Let’s smart OpenCAE

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Engineering

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