浮力による流出条件

2017年11月2日

はじめに

浮力による流出条件について。

バージョン

OpenFOAM v1706

浮力による流出

解析領域の上面から浮力により流れが流出する条件を考えたい。検証のために buoyantSimpleFoam のチュートリアルケース hotRadiationRoom を用いる。そのまま計算すると以下のような結果になる。

浮力により上昇流ができるが、上面は壁なので流れは壁に沿って曲がる。この天井を取っ払いたい。逆流を考慮した流出条件として、以下のような境界条件を設定する。

0/U

    ceiling
    {
//        type            noSlip;
        type            pressureInletOutletVelocity;
        value           uniform (0 0 0);
    }

0/p_rgh

    ceiling
    {
//        type            fixedFluxPressure;
//        value           uniform 100000;
        type            totalPressure;
        p0              uniform 100000;
        value           uniform 100000;
    }

0/T

    ceiling
    {
//        type            fixedValue;
//        value           uniform 300.0;
        type            inletOutlet;
        inletValue      uniform 300;
        value           uniform 300;
    }

計算結果は次の通りである。

流れが天井から逆流しているようには見えるが、浮力による上昇流はうまく上から抜けていないようである。これは圧力の境界条件が適切でないせいらしい。つぎのような設定を行う。

0/p_rgh

    ceiling
    {
//        type            fixedFluxPressure;
//        value           uniform 100000;
        type            prghPressure;
        p               uniform 100000;
        value           uniform 100000;
    }

計算結果は次の通り。上昇流はきちんと上から抜けているようである。