fvOptions
2014年12月17日
はじめに
fvOptions について。
バージョン
OpenFOAM 2.3.0
fvOptions
fvOptions により、方程式に対して様々な修正を適用できる。設定は system/fvOptions で行う。
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| ========= | |
| \\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox |
| \\ / O peration | Version: 2.3.0 |
| \\ / A nd | Web: www.OpenFOAM.org |
| \\/ M anipulation | |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
object fvOptions;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
fixedVelocity
{
type vectorExplicitSetValue;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
vectorExplicitSetValueCoeffs
{
injectionRate
{
U (0 10 0);
}
}
}
"fixedVelocity" は名前で、好きにつけてよい。
type には以下のものが指定できる。
- MRFSource
- actuationDiskSource
- constantHeatTransfer
- effectivenessHeatExchangerSource
- explicitPorositySource
- fixedTemperatureConstraint
- interRegionExplicitPorositySource
- pressureGradientExplicitSource
- radialActuationDiskSource
- rotorDisk
- scalarCodedSource
- scalarExplicitSetValue
- scalarSemiImplicitSource
- sphericalTensorCodedSource
- sphericalTensorExplicitSetValue
- sphericalTensorSemiImplicitSource
- symmTensorCodedSource
- symmTensorExplicitSetValue
- symmTensorSemiImplicitSource
- tabulatedHeatTransfer
- temperatureLimitsConstraint
- tensorCodedSource
- tensorExplicitSetValue
- tensorSemiImplicitSource
- variableHeatTransfer
- vectorCodedSource
- vectorExplicitSetValue
- vectorSemiImplicitSource
selectionMode には、以下のものを指定できる。
- all
- cellSet
- cellZone
- mapRegion
- points
タイプにはそれぞれ設定が必要で、たとえば vectorExplicitSetValue であればタイプ名の最後に Coeffs を付けた "vectorExplicitSetValueCoeffs" が設定として参照される。
vectorExplicitSetValue
値を設定する。
fixedVelocity
{
type vectorExplicitSetValue;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
vectorExplicitSetValueCoeffs
{
injectionRate
{
U (0 10 0);
}
}
}
scalarExplicitSetValue なども同様。
vectorSemiImplicitSource
方程式のソース項を設定する。
velocitySource
{
type vectorSemiImplicitSource;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
vectorSemiImplicitSourceCoeffs
{
volumeMode absolute;
injectionRateSuSp
{
U ((0 0.001 0) 0);
}
}
}
volumeMode には以下のものを設定できる。
- absolute : 量を直接指定
- specific : 単位体積当たりの量を指定
injectionRateSuSp のでは、(Su Sp) の形で値を指定する。ここで、ソース項は以下の形を想定している。
S(x) = Su + Sp x
vectorCodedSource
ソース項をコードにより設定する。
velocitySource
{
type vectorCodedSource;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
vectorCodedSourceCoeffs
{
fieldNames (U);
redirectType velocitySource;
codeCorrect
#{
#};
codeAddSup
#{
#};
codeSetValue
#{
cellSet selectedCells(mesh_, cellSetName_);
labelList cells = selectedCells.toc();
vectorField values(cells.size());
values = vector(0, 10, 0);
eqn.setValues(cells, values);
#};
code
#{
$codeCorrect
$codeAddSup
$codeSetValue
#};
}
velocitySourceCoeffs
{
}
}
velocitySource
{
type vectorCodedSource;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
vectorCodedSourceCoeffs
{
fieldNames (U);
redirectType velocitySource;
codeCorrect
#{
#};
codeAddSup
#{
cellSet selectedCells(mesh_, cellSetName_);
labelList cells = selectedCells.toc();
scalar V = 0.0;
forAll(cells, i)
{
V += mesh_.V()[cells_[i]];
}
reduce(V, sumOp<scalar>());
DimensionedField<vector, volMesh> Su
(
IOobject
(
"Su",
mesh_.time().timeName(),
mesh_,
IOobject::NO_READ,
IOobject::NO_WRITE
),
mesh_,
dimensioned<vector>
(
"zero",
eqn.dimensions()/dimVolume,
pTraits<vector>::zero
),
false
);
UIndirectList<vector>(Su, cells) = vector(0, 0.001, 0)/V;
eqn += Su;
#};
codeSetValue
#{
#};
code
#{
$codeCorrect
$codeAddSup
$codeSetValue
#};
}
velocitySourceCoeffs
{
}
}
redirectType には好きな名前を付ける。
pressureGradientExplicitSource
圧力勾配を設定する。
pressureGradient
{
type pressureGradientExplicitSource;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
pressureGradientExplicitSourceCoeffs
{
fieldNames (U); // name of velocity field
Ubar (20.0 0 0); // desired average velocity
gradPini gradPini [0 2 -2 0 0] 0; // initial pressure gradient
flowDir (1 0 0); // flow direction
}
}
explicitPorositySource
多孔質体抵抗を設定する。
porosity
{
type explicitPorositySource;
active true;
selectionMode cellZone;
cellZone c0;
explicitPorositySourceCoeffs
{
type DarcyForchheimer;
DarcyForchheimerCoeffs
{
d d [0 -2 0 0 0 0 0] (5e7 -1000 -1000);
f f [0 -1 0 0 0 0 0] (0 0 0);
coordinateSystem
{
type cartesian;
origin (0 0 0);
coordinateRotation
{
type axesRotation;
e1 (0.70710678 0.70710678 0);
e2 (0 0 1);
}
}
}
}
}
porosity
{
type explicitPorositySource;
active true;
selectionMode cellZone;
cellZone c0;
explicitPorositySourceCoeffs
{
type fixedCoeff;
fixedCoeffCoeffs
{
alpha alpha [0 0 -1 0 0 0 0] (500 -1000 -1000);
beta beta [0 -1 0 0 0 0 0] (0 0 0);
rhoRef 1;
coordinateSystem
{
type cartesian;
origin (0 0 0);
coordinateRotation
{
type axesRotation;
e1 (0.70710678 0.70710678 0);
e2 (0 0 1);
}
}
}
}
}
porosity
{
type explicitPorositySource;
active true;
selectionMode cellZone;
cellZone c0;
explicitPorositySourceCoeffs
{
type powerLaw;
powerLawCoeffs
{
C0 500;
C1 1;
coordinateSystem
{
type cartesian;
origin (0 0 0);
coordinateRotation
{
type axesRotation;
e1 (0.70710678 0.70710678 0);
e2 (0 0 1);
}
}
}
}
}
selectionMode は cellZone である必要があるらしい。
多孔質体抵抗には以下のタイプがある。
- DarcyForchheimer
- fixedCoeff
- powerLaw
DarcyForchheimer の抵抗は、次式の Darcy-Forchheimer 則で与えられる。
Si = -(μ D + 1/2 ρ |u| F) ui
ここで Si は運動方程式のソース項の i 成分、μ は粘性係数、ρ は密度、u は速度ベクトル、ui は u の i 成分である。D と F は係数で、ユーザーが指定する。
fixedCoeff の抵抗は次式で表される。
Si = - rho_ref (alpha + beta |u|) ui
rho_ref, alpha, beta は係数である。
powerLaw はべき乗則で、抵抗は次式で表される。
Si = -ρ C0 |u|^((C1 - 1)/2)
C0, C1 が指定すべき係数である。
coordinateSystem は座標系の定義で、以下のタイプを指定できる。
- cartesian
- cylindrical
coordinateRotation のタイプには以下のものがある。
- EulerRotation
- STARCDRotation
- axesRotation
- localAxesRotation
axesRotation では (e1, e2) あるいは (e2, e3) あるいは (e3, e1) の指定が必要。
fixedTemperatureConstraint
温度を固定する。
fixedTemperature
{
type fixedTemperatureConstraint;
active true;
selectionMode cellSet;
cellSet c0;
fixedTemperatureConstraintCoeffs
{
mode uniform;
temperature 500;
}
}
boussinesq ソルバーでは使えないらしい。
mode には以下のものがある。
- lookup
- uniform