7. S-‐‑‒CLSVOF法⽤用
solver(sclsVOFFoam)とは?
• OpenFOAMのinterFoam(VOF法)を改良したsolver
• 表面張力項(CSFモデル)の表面張力の加わる力の向きを
Level-‐Set関数を用いて修正した。
• Level-‐Set法で見られるre-‐iniYalizaYon式を解くことによって
修正した。
• 具体的な計算例については前回までの関西勉強会資料を
ご参照ください。
第25回OpenCAE勉強会@関西
第26回OpenCAE勉強会@関西
J. U. Brackbill, D. B. Kothe, C. Zemach, J. Comput. Phys. 100 (1992) 335–354.CSFモデル
VOF法
C. W. Hirt, B. D. Nichols, J. Comput. Phys. 39 (1981) 201–225.
S-‐CLSVOF(Simple
Coupled
Volume
Of
Fluid
with
Level
Set)法
第30回OpenCAE勉強会@関西
8. 一般に
Level-‐Set法
• 体積保存性悪
• 界面の法線ベクトル計算良
VOF法
• 体積保存性良
• 界面の法線ベクトル計算悪
M. Sussman, P. Smereka, S. Osher, J. Comput. Phys. 114 (1994) 146–159.
CLSVOF(Coupled
Volume
Of
Fluid
with
Level
Set)法
S-‐CLSVOF(Simple
Coupled
Volume
Of
Fluid
with
Level
Set)法
簡易な連成手法
高精度、しかし、体積保存性が少し悪い
VOF法より精度改善、体積保存性良好
S-‐‑‒CLSVOF法⽤用
solver(sclsVOFFoam)とは?
15. 使い⽅方(dam break)
walls
{
type
constantAlphaContactAngle;
theta0
45;
limit
gradient;
value
uniform
0;
}
接触角境界条件
alpha1
walls
{
type
constantPsiContactAngle;
theta0
45;
limit
gradient;
value
uniform
0;
}
接触角境界条件
psi
constantAlphaContactAngleを
constantPsiContactAngleに変更
16. 検証問題
2γ cosθE = ρgHR
H =
2γ cosθE
ρgR
解析解
物性値と計算条件
g
:
1.00
x
101
m2/s
γ
:
7.07
x
10-‐2
N/m
ρ :
1000
kg/m3
R
:
1.00
x
10-‐3
m
θE
:
45o
Hanal
=
1.00
x
10-‐2
m
24. 参考⽂文献
1. G. Tryggvason, R. Scardovelli and S. Zaleski, Direct
Numerical Simulations of Gas-Liquid Multiphase Flows,
Cambridge University Press, Cambridge 2011.
2. C. W. Hirt, B. D. Nichols, J. Comput. Phys. 39 (1981) 201–
225.
3. J. U. Brackbill, D. B. Kothe and C. Zemach, J. Comput.
Phys. 100 (1992) 335–354.
4. A. Albadawi et al., Int. J. Multiphase Flow 53 (2013) 11-28.
5. M. Sussman, P. Smereka and S. Osher, J. Comput. Phys. 114
(1994) 146–159.
6. K. Yokoi, J. Comp. Phys., 278, 221-228 (2014).
35. 計算例例1(キャビティ内液滴)
0.1
m
0.1
m
0.5
m/s
0.02
m
liquid
1
liquid
2
物性値
動粘度 1.0
x
10-‐3
m2/s
表面張力
10
mN/m
目的
剪断によって液滴がどのように変形するか
(浮力差による影響は無視するため物性は
liquid
1とliquid
2で同じで表面張力のみ発生
するという系)
計算1
interFoam
(VOF法)
計算2
sclsVOFFoam(S-‐CLSVOF法)
計算格子
200
x
200
(x,
y
direcYon)
x
y