bubbleColumn Variations in OpenFOAM-3.0.0 / tutorials

1. 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 Variations
in OpenFOAM-3.0.0/tutorials

2. 動機
2

3. tutorials/multiphase/..bubble...
3

4. 4
U.air=0.1, U.water=0 m/s
alpha.air=0.5, T.air=300K
alpha.water=0.5, T.water=350K
points: 3952
cells: 1875
( 25 x 75 )
1.0
0.15
0.1
air
alpha.air=1
alpha.water=0
T.air=300K
water
alpha.air=0
alpha.water=1
T.water=350K

5. bubbleColumn Variations
5
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn

6. bubbleColumn Variations
6
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn

7. twoPhaseEulerFoam
7
1,2051,0951,2301,150ExecutionTime

8. 8
http://bit.ly/1Ow415U
case毎に内容調査・比較

9. 9
fields

10. 10
IATE 固有の変数
乱流関連変数
fields

11. 11

12. 12
IATE 関連
モデルパラメタ
ｇ
phaseProperties

13. 13
residualAlpha
の指定の有無
（実質的な違いは
なさそう）
phaseProperties

14. 14
thermophysicalProperties.air / water

15. 15
全て同一
thermophysicalProperties.air / water

16. 16
乱流モデルに応じたパラメタ記述
turbulenceProperties.air / water

17. 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. 18
fvSolution

19. 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. 20
IATE
(Interfacial Area Transport Equation) bubble diameter model.

21. bubbleColumnIATE
21

22. まとめ1
22
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
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）

23. reactingSolver w/o reacting
23
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
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. 24
fields
結果出力の有無
他のケースも同様

25. 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

26. まとめ2
26
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
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）

27. laminar Variations
27
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
基本

28. 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. 29
fields

30. 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. 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. 32

33. reacting Variations
33
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn

34. 34
ExecutionTime 26,891

35. 35
fields

36. 36
phaseProperties

37. 37

38. 38
reaction.gas

39. 39
thermo.gas

40. まとめ3
40
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
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

41. multiphase
41
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn

42. 42
432 1,242 1,093ExecutionTime

43. 43

44. 44
reactingMulti..と、
reactingTwoPhase...
の違いは、type名が違っ
ているだけ

45. 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？

46. まとめ4
46
twoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
RAS
bubbleColumn
LES
bubbleColumn
reactingTwoPhaseEulerFoam
laminar
bubbleColumn
bubbleColumnIATE
bubbleColumnEvapolating
bubbleColumnEvapolatingDissolving
RAS
bubbleColumn
bubbleColumnEvapolatingReacting
LES
bubbleColumn
multiPhaseEulerFoam
bubbleColumn
reactingMultiPhaseEulerFoam
laminar
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）

47. Let’s smart OpenCAE
presented by47