Dynamic Mesh – Moving Cell Zones, two rotors

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개요

Dynamic Mesh 기능 중 Moving Cell Zone의 간단한 예제이다. 두 개의 로터가 회전할 때 각 로터의 피치각이 변하는 운동이다. 전체 로터를 둘러싸는 하나의 cell zone이 있고 그 내부에 각 로터를 둘러싼 두 개의 cell zone이 있다. 바깥쪽 cell zone은 회전운동을 하고 로터의 피치각은 로터 축에 대해 반대 방향으로 회전 주기 운동을 한다.

이 예제에서는 유동장의 계산 없이 격자의 움직임만 확인한다.

프로그램 구동 및 격자

프로그램 실행 후 [새 작업(New Case)]를 선택한다. 시작 창에서 [솔버 유형(Solver Type)]은 [압력기반(Pressure-based)]를, [다상유동 모델(Multi-phase Model)]은 [None]을 선택한다. 중력은 (0 0 0)으로 설정한다.

격자는 주어진 polyMesh 폴더를 활용한다. 상단 탭에서 [파일(File)]-[격자 불러오기(Load Mesh)]-[OpenFOAM]을 순서대로 클릭하고 polyMesh 폴더를 선택한다.

기본 조건(General)

시간(Time)을 비정상상태(Transient)로 변경한다. 나머지는 디폴트 조건을 사용한다.

모델(Models)

모두 디폴트 조건을 사용한다.

물질(Materials)

디폴트인 공기를 그대로 사용한다.

셀존 조건(Cell zone Conditions)

디폴트 조건을 그대로 사용한다.

경계조건(Boundary Conditions)

회전하는 두 로터인 cube_surface와 cube1_surface의 경계조건을 Wall – Moving Wall – Mesh Motion으로 설정한다.

이동 격자(Dynamic Mesh)

격자의 운동을 지정한다. Motion Type을 Moving Cell Zone으로 설정한다.

Motion Definitions에 3개 cell zone의 운동을 각각 지정한다.

  • Motion-1 : 바깥쪽 cell zone의 운동
    • Motion Functions : Rotation
      • Origin : (0 0 0)
      • Axis : (0 0 1)
      • Speed : 20
    • CellZones : Cylinder_3
  • Motion-2 : 첫번째 로터의 운동 – 회전과 피치각 변화 두 개의 운동을 지정한다.
    • Motion Functions
      • Rotation
        • Origin : (0 0 0)
        • Axis : (0 0 1)
        • Speed : 20
      • Rotating Oscillation
        • Origin : (0 0 0)
        • Amplitude : (-45 0 0)
        • Speed : 20
    • CellZones : Cylinder_1
  • Motion-3 : 두번째 로터의 운동 – 회전과 피치각 변화 두 개의 운동을 지정한다.
    • Motion Functions
      • Rotation
        • Origin : (0 0 0)
        • Axis : (0 0 1)
        • Speed : 20
      • Rotating Oscillation
        • Origin : (0 0 0)
        • Amplitude : (45 0 0)
        • Speed : 20
    • CellZones : Cylinder_2

수치해석 기법(Numerical Conditions)

우선 격자의 운동만을 확인하기 위해 유동 계산을 하지 않게 한다. Advanced 버튼을 누르고 Equations에서 Flow를 비활성화 한다.

Max. Iteration per Time Step을 1로 준다.

나머지는 모두 디폴트 값을 사용한다.

초기화(Initialization)

디폴트 조건을 사용한다.

계산 조건

[계산 조건(Run Conditions)]은 다음과 같이 설정한다.

  • 시간 전진 기법(Time Stepping Method) : Fixed
  • Time Step Size : 0.01
  • 종료시간(End Time) : 3
  • 자동 저장 간격(Save Interval) : 0.02

메뉴의 [파일(File)]-[저장(Save)] 버튼을 클릭하여 저장한다.

메뉴의 [Parallel]-[Environment]에서 원하는 코어수를 입력한다.

Start Calculation 버튼을 눌러 계산을 시작한다.

후처리

메뉴에서 [외부 프로그램(External tools)]-[ParaView] 버튼을 클릭해서 paraview를 실행한다.

병렬연산이면 [Case Type]을 [Decomposed Case]로 변경한다.

[Mesh Regions]에서 InternalMesh를 off 하고, patch/cube_surface와 patch/cube1_surface를 on 한다.

[Skip Zero Time] 옵션을 비활성화 한다.

Coloring을 vtkComposition으로 바꾼다.

Play 아이콘을 누르면 격자의 변화를 확인할 수 있다.