Porous Jump
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1. 개요
본 예제는 계산영역 내부에 있는 다공성 판이나 fan을 두께가 없는 경계면으로 모사할 수 있는 Porous Jump 경계조건 예제이다. 육면체 덕트 내부에 사각형의 면을 만들고 Porous Jump 경계조건을 사용하여 압력과 속도가 변하는 문제이다.
격자는 주어진 OpenFOAM 격자를 사용한다.
계산 조건은 다음과 같다.
- solver : buoyantsimpleNFoam (넥스트폼이 개발한 비압축성 유동 해석 솔버)
- 난류 모델 : $Standard$ $k-\epsilon$ model
- 밀도 : 1.225 $kg/m^3$
- 점성 계수 : 1.79e-5 $kg/ms$
- Porous 경계 조건
- Darcy Coefficient : -100
- Inertial Coefficient : -5
- porous media in the flow direction : 0.05 m
Porous Jump를 계산하는 porousBafflePressure 경계조건은 아래 식을 사용한다.
2. 프로그램의 구동
프로그램 실행 후 launcher에서 ‘New’를 선택한다. Launcher에서 ‘Solver Type’은 Pressure-based를, ‘Multiphase Model’은 None을 선택한다.
3. 격자
격자는 주어진 OpenFOAM의 polyMesh 폴더를 활용한다. 상단 탭에서 File - Load Mesh - OpenFOAM 순서대로 클릭하고 polyMesh 폴더를 선택한다.
4. General
본 예제에서는 Default로 설정한다.
5. Models
난류 모델은 $Standard$ $k-\epsilon$ 모델을 사용하고 나머지는 Default를 사용한다.
6. Materials
본 예제에서는 공기를 작동 유체로 사용한다. 물성치는 Default값을 사용한다.
7. Cell Zone Conditions
Cell Zone Conditions은 Default 조건을 사용한다.
8. Boundary Conditions
아래와 같이 경계면 타입과 경계값을 설정한다.
- duct : Wall
- Velocity Condition : No Slip
- inlet : Velocity Inlet
- Velocity Specification Method : Magnitude, Normal to Boundary
- Profile Type : Constant
- Velocity Magnitude : 10 (m/s)
- Turbulent Intensity : 1 (%)
- Turbulent Viscosity Ratio : 10 (m)
- outlet : Pressure Outlet
- Total Pressure : 0 (Pa)
- plane_master : Porous Jump
- Coupled Boundary : plane_slave
- Darcy Coefficient : -100
- Inertial Coefficient : -5
- Porous Media Thickness : 0.05
9. Numerical Conditions
Numerical Conditions은 다음과 같이 설정한다.
Pressure-Velocity Coupling Scheme : SIMPLE
- Discretization Schemes
- Momentum : Second Order Upwind
- Turbulence : First Order Upwind
- Convergence Criteria
- Pressure : 1e-6
- Momentum : 0.001
- Turbulence : 0.001
10. Initialization
- X-Velocity : 10 (m/s)
- Pressure : 0 (Pa)
- Turbulence
- Scale of Velocity : 10 (m/s)
- Turbulent Intensity : 1 (%)
- Turbulent Viscosity Ratio : 10
11. Run
Run Conditions에서 다음과 같이 설정 후 계산을 진행한다.
- Number of Iterations : 1000
- Save Interval : 100
- Data Write Format : Binary
- Number of Cores : 1
계산이 완료된 모습
12. 후처리
덕트 내부 압력 분포를 확인한다. External tools의 paraview 버튼을 클릭하여 paraview를 실행한다.
Case Type을 Reconstructed Case로 변경한다.
상단 툴바의 Slice 아이콘을 선택하고 Z Normal 버튼을 클릭한다.
이후, 상단의 Solid Color를 p_rgh로 변경하여 덕트 내부 압력 분포를 확인한다.