شبیه سازی جریان سطح آزاد بر روی سرریز استوانه ای

در این پروژه جریان آزاد بر روی سریز استوانه ای با روش حجم سیال حلگر interFoam از حلگرهای اپنفوم شبیه سازی شده است. برای این شبیه سازی گام های زیر برداشته شد:

ایجاد شبکه با اپنفوم


  • ایجاد هندسه ی پایه با blockMesh
  • ایجاد سریز استوانه ای با snappyHexMesh
  •  ایجاد هندسه ی دو بعدی با extrudeMesh
constructFrom patch;
sourceCase ".";
sourcePatches (front);

exposedPatchName back;

flipNormals false;

extrudeModel linearNormal;

nLayers 1;

expansionRatio 1.0;

linearNormalCoeffs
{
 thickness 0.1;
}
mergeFaces false;
mergeTol 0;

باید توجه داشته باشید که خروجی snappyHexMesh هندسه را در راستای z به چند سلول تقسیم می کند. برای شبیه سازی دو بعدی لازم است تا راستای z (عمود بر جریان) تنها یک سلول وجود داشته باشد.

grid around cylindrical spillway is created with OpenFOAM utilities: blockMesh, snappyHexMesh and extrudeMesh

تنظیمات حل و نتایج عددی


  • اعمال شرایط اولیه غیریکنواخت با setFields
  •  اعمال زبری با استفاده از شرط مرزی  nutRoughWallFunction از طریق مدل توربولانسی
  •  اجرای حلگر interFoam
  • برای پس پردازش نیاز است تا توابع مناسب به controlDict اضافه گردد مثلا نحوه ی محاسبه ی ارتفاع آب بر روی تاج سریز با زمان بصورت زیر است.
depthOverCrest
 {
 type     swakExpression;
 valueType    set;
 verbose    true;
 setName    yb1;
 set
 {
 type    uniform;
 axis    y;
 start   ( 0 -0.175 -0.15 );
 end     ( 0  0.175 -0.15 );
 nPoints   60;
 }
 aliases  { alpha1  alpha.water; }
 expression "(alpha1 > 0.5) ? pos().y+0.175 :0";
 accumulations (max);
 interpolate   true;
 interpolationType   cellPoint ;
 outputControlMode   timeStep;
 outputInterval   1;
 }

 

simulation of free surface on spillway using interFoam

برای مرز ورودی به ترتیب برای کسر حجمی و سرعت از شرط مرزی variableHeightFlowRate و variableHeightFlowRateInletVelocity   استفاده شده است. این شرط مرزیها اثر جریان پایان دست را بر روی مرز لحاظ می کند.

2 Replies to “شبیه سازی جریان سطح آزاد بر روی سرریز استوانه ای”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *