こんにちは（@t_kun_kamakiri）
本記事では、以下の内容のように球体周りの流れをOpenFOMAでシミュレーションするための解説をしていきます。
複数回に分けて記事を書いていくため流体解析に興味があり、自宅PCで解析してみたいという方は最後までお付き合いください_(._.)_
本記事は球体周りの流れを解析するにあたって、球体の周りのメッシュ作成をsnappyHexMeshで作成する手順を解説します。
ただ、OpenFOAMで球体周りの流れをシミュレーションするだけではなく、文献値がある抗力係数との比較もおこなうことで数値シミュレーションの妥当性検証も行います。
今のモデルだと高レイノルズ数領域で厳しくなりますね。 https://t.co/MrIWrC6FM2 pic.twitter.com/2nIrm4ZC8I
— カマキリ🐲Python頑張る昆虫 (@t_kun_kamakiri) February 10, 2022
高レイノルズ数領域はノートPCでの計算負荷が大きいため再現することを断念しましたが、おおむね広い範囲でレイノルズ数と抗力係数の傾向をとらえています。
本記事のシリーズは流体解析のスペシャリストを対象にしておらず、むしろ初学者でOpenFOMAを触り始めた人が「まずは自身で触りながら解析をしたい」と思ったときに使う題材としたいと考えています。
こんな方はどうぞ
- 商用流体解析ソフトは触ったことがあり境界条件の意味などの説明は必要ない方
(CFD歴1か月以上) - Linuxでターミナルを立ち上げてCUI上でディレクトリ間を移動できる方
- 上記の経験はないが資料をもとに自分でコツコツやることが出来て分からないことがあっても心を折られない方
逆にこんな方は向いていないかもしれません
- 1～10までわかりやすく教えてもらいたい方
- 自分の質問には全部答えてほしい方
- 自分で資料などを見て勉強する気はない方
- 進行に間違いがあったときに気分が悪くなる方
過去にXsimというWeb上で解析設定が行えるサービスを使って球体周りの流れを解析するという記事をアップしました。
本記事よりももっと「ポチポチ」とボタンを押すだけでかいせきができるので不安な方はこちらの記事から始めてください。
使用環境
- FreeCAD0.19(Windows11)
- Paraview5.19(Windows11)
- OpenFOAMv2006(WSL2)
- Python 3.8.1(WSL2)
OpenFOAMとPythonはWSL2で行い、モデル作成(FreeCAD)と可視化(Paraview)はWindows上にインストールして使用しています。
snappyHexMeshで球体まわりのメッシュ作成
モデルの作成手順はこちらにアップしています。
できたメッシュがこちら。
球体周りは2段階で再分割をしています。
球体周りには5層のレイヤー層もできています。
これにてメッシュ作成が終わりました。
次回はいよいよOpenFOAMで計算実行です。
参考書
PENGUINさんサイトを体系的に学べる書籍となっています。ネット記事でも十分勉強できるのですが、OpenFOAMの初学者でOpenFOAMをインストール済みであれば一冊持って置き、体系的に学ぶのが良いでしょう。
あとは初心者向けに丁寧に解説がされているこちらの書籍もお勧めです。最後の章にはオーバーセットメッシュ（重合メッシュ）の機能を使った解析を最後まで丁寧に解説しているので挫折することはないでしょう。
OpenFOAMの歩き方 (技術の泉シリーズ（NextPublishing）)
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