【OpenFOAM】直方体の異なるメッシュの境界を結合する

こんにちは（@t_kun_kamakiri）

本記事では異なるメッシュの境界を結合する方法について解説します。
メッシュの結合には、OpenFOAMで用意されている以下のユーティリティを使います。

mergeMesh：2つのメッシュ情報を合体する
stitchMesh：2つの境界を結合する

直方体の場合

直方体形状はblockMeshDictを載せましたのでそちらをご参考ください。
前回の記事では円筒形状でも同じことをしてみました。結果はうまくいかない部分があったのですが、今回の直方体だとどうでしょうか。

直方体の形状ならどうなるか（結合できるか）

円筒形状だとstitchで結合できないサーフェスができましたが、以下のような直方体ならどうでしょうか。

円筒のときと同じ流れでメッシュを結合します。

mesh001

まず1つ目の20×20×100の直方体を用意します。

system/blockMeshDict

scale   0.001;

// Divisions in x/y/z directions. Can be unequal.
nx   15;
ny   15;
nz   100;

xyMin  -10;
xyMax  10;

Zmin 0.0;
Zmax 100;

geometry
{
}

vertices
(
  ($xyMin  $xyMin  $Zmin) //0
  ($xyMax  $xyMin  $Zmin) //1
  ($xyMax  $xyMax  $Zmin) //2
  ($xyMin  $xyMax  $Zmin) //3

  ($xyMin  $xyMin  $Zmax) //4
  ($xyMax  $xyMin  $Zmax) //5
  ($xyMax  $xyMax  $Zmax) //6
  ($xyMin  $xyMax  $Zmax) //7
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) ($nx $ny $nz) grading (1 1 1)   //center(block0)
);

edges
(
);

faces
(

);

boundary
(
    sideWall
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 4 7 3)
            (1 2 6 5)
            (0 1 5 4)
            (2 3 7 6)
        );
    }
    inlet
    {
        type patch;
        faces
        (
            (0 3 2 1)
        );
    }
    outlet_inlet
    {
        type patch;
        faces
        (
            (4 5 6 7)
        );
    }
);

scale 0.001;

// Divisions in x/y/z directions. Can be unequal.

nx 15;

ny 15;

nz 100;

xyMin -10;

xyMax 10;

Zmin 0.0;

Zmax 100;

geometry

{

}

vertices

(

($xyMin $xyMin $Zmin) //0

($xyMax $xyMin $Zmin) //1

($xyMax $xyMax $Zmin) //2

($xyMin $xyMax $Zmin) //3

($xyMin $xyMin $Zmax) //4

($xyMax $xyMin $Zmax) //5

($xyMax $xyMax $Zmax) //6

($xyMin $xyMax $Zmax) //7

);

blocks

(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) ($nx $ny $nz) grading (1 1 1) //center(block0)

);

edges

(

);

faces

(

);

boundary

(

sideWall

{

type wall;

faces

(

(0 4 7 3)

(1 2 6 5)

(0 1 5 4)

(2 3 7 6)

);

}

inlet

{

type patch;

faces

(

(0 3 2 1)

);

}

outlet_inlet

{

type patch;

faces

(

(4 5 6 7)

);

}

);

blockMesh実行します。

blockMesh

blockMesh

mesh002

同じく2つ目の20×20×100の直方体を用意します。
ただしx-y方向のメッシュ数はmesh001のよりx-y各方向で2倍にしています。
また、メッシュ生成後にz方向に100mm平行移動します。

system/blockMeshDict

scale   0.001;

// Divisions in x/y/z directions. Can be unequal.
nx   30;
ny   30;
nz   100;

xyMin  -10;
xyMax  10;

Zmin 0.0;
Zmax 100;

geometry
{
}

vertices
(
  ($xyMin  $xyMin  $Zmin) //0
  ($xyMax  $xyMin  $Zmin) //1
  ($xyMax  $xyMax  $Zmin) //2
  ($xyMin  $xyMax  $Zmin) //3

  ($xyMin  $xyMin  $Zmax) //4
  ($xyMax  $xyMin  $Zmax) //5
  ($xyMax  $xyMax  $Zmax) //6
  ($xyMin  $xyMax  $Zmax) //7
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) ($nx $ny $nz) grading (1 1 1)   //center(block0)
);

edges
(
);

faces
(

);

boundary
(
    sideWall
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 4 7 3)
            (1 2 6 5)
            (0 1 5 4)
            (2 3 7 6)
        );
    }
    inlet_outlet
    {
        type patch;
        faces
        (
            (0 3 2 1)
        );
    }
    outlet
    {
        type patch;
        faces
        (
            (4 5 6 7)
        );
    }
);

scale 0.001;

// Divisions in x/y/z directions. Can be unequal.

nx 30;

ny 30;

nz 100;

xyMin -10;

xyMax 10;

Zmin 0.0;

Zmax 100;

geometry

{

}

vertices

(

($xyMin $xyMin $Zmin) //0

($xyMax $xyMin $Zmin) //1

($xyMax $xyMax $Zmin) //2

($xyMin $xyMax $Zmin) //3

($xyMin $xyMin $Zmax) //4

($xyMax $xyMin $Zmax) //5

($xyMax $xyMax $Zmax) //6

($xyMin $xyMax $Zmax) //7

);

blocks

(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) ($nx $ny $nz) grading (1 1 1) //center(block0)

);

edges

(

);

faces

(

);

boundary

(

sideWall

{

type wall;

faces

(

(0 4 7 3)

(1 2 6 5)

(0 1 5 4)

(2 3 7 6)

);

}

inlet_outlet

{

type patch;

faces

(

(0 3 2 1)

);

}

outlet

{

type patch;

faces

(

(4 5 6 7)

);

}

);

blockMesh実行後に100ｍｍ平行移動するのを忘れずに。

blockMesh
transformPoints -translate '(0 0 0.1)

1 2	blockMesh transformPoints -translate '(0 0 0.1)

mergeMesh(mesh001とmesh002を合体）

mesh001をコピーしてmesh001のメッシュとmesh002のメッシュを合体します。

cp -r mesh001 mergeMesh001_002
mergeMeshes -overwrite mergeMesh001_002 mesh002

1 2	cp -r mesh001 mergeMesh001_002 mergeMeshes -overwrite mergeMesh001_002 mesh002

メッシュ情報がひとつになっただけで境界は合体していません。

stitchMesh(境界を結合）

mesh001とmesh002を合体させたmergeMesh001_002をstitchMesh001_002にコピーしてoutlet_inlet面とoutlet_inlet面を結合します。

cp -r mergeMesh001_002 stitchMesh001_002
cd stitchMesh001_002
stitchMesh -overwrite outlet_inlet inlet_outlet

cp -r mergeMesh001_002 stitchMesh001_002

cd stitchMesh001_002

stitchMesh -overwrite outlet_inlet inlet_outlet

polyMesh/boundary

5
(
    sideWall
    {
        type            wall;
        inGroups        1(wall);
        nFaces          18000;
        startFace       328275;
    }
    inlet
    {
        type            patch;
        nFaces          225;
        startFace       346275;
    }
    outlet_inlet
    {
        type            patch;
        nFaces          0;
        startFace       346500;
    }
    inlet_outlet
    {
        type            patch;
        nFaces          0;
        startFace       346500;
    }
    outlet
    {
        type            patch;
        nFaces          900;
        startFace       346500;
    }
)