解析作業

A632 熱伝導解析 openFoam

この記事は約11分で読めます。

熱伝導をopenFoamにて行ってみました。

対象 片持ち梁 ソリッド要素

参照:A630 熱伝導解析

モデル化: openFoamにてモデル化

ソルバー : openFoam(v2012)

ポストプロセッシング:ParaView 5.8.0

条件: 計算シートの内容に準拠しています。また、本ページではkg m 系で行っています。

計算シート K083 伝熱計算(同様の計算をする場合にはメートル系で入力します)

梁形状: 0.01m×0.01m×0.1m

温度条件:初期温度293K → 変更後温度393K
(端面に固定温度393K設定して変化)100秒後まで計算しています。

鉄相当の物性値

 伝導率:43 W/m/K

 比熱:590 J/kg K 非定常なので必要になります。

 密度:7900 kg/m3

伝導率・比熱・密度から温度拡散係数を定義します。(参照:K083 伝熱計算

温度拡散係数:0.00001 m2/s ←openFoamに入力します。

作業: 下記

結果

100秒後の温度(軸方向)
項目 値 (K)
最大温度 390.76
最小温度 298.17

作業

■要素作成
blockMeshDictファイルを定義して、blockMeshコマンドで作成します。

実行中図

コマンド touch A632.foam 等でfoamファイルを作成すると、Paraviewで形状の確認ができます。

■物性値の定義
transportPropertiesファイルを定義して、温度拡散係数を指定します。


■境界条件の設定
温度定義を行うファイルTを初期値フォルダ0に定義します。

■ソルバー設定
fvSchemes、fvSolutionは、openFoamのサンプルflangeの設定を参照します。

■解析設定
解析ジョブの設定はcontrolDictファイルに入力します。
解析時間100秒と時間増分0.5秒と出力間隔10秒にしておきます。

■解析実行
コマンド laplacianFoam で解析実行します。

実行中図

■結果確認
コマンド touch A632.foam と入力してfoamファイル(任意名)を作成し、
ParaViewにて確認します。

実行中図

サンプルファイル(フォルダ含む一式) : A632.zip 

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2012                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      blockMeshDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

scale   0.1;

vertices
(
    (0 0 0)
    (1 0 0)
    (1 0.1 0)
    (0 0.1 0)
    (0 0 0.1)
    (1 0 0.1)
    (1 0.1 0.1)
    (0 0.1 0.1)
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 5 5) simpleGrading (1 1 1)
);

edges
(
);

boundary
(
    topface
    {
        type wall;
        faces
        (
            (3 7 6 2)
        );
    }
    leftface
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 4 7 3)
        );
    }
    rightface
    {
        type wall;
        faces
        (
            (2 6 5 1)
        );
    }
    lowface
    {
        type wall;
        faces
        (
            (1 5 4 0)
        );
    }
    frontAndBack
    {
        type empty;
        faces
        (
            (0 3 2 1)
            (4 5 6 7)
        );
    }
);

mergePatchPairs
(
);

// ************************************************************************* //
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2012                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      transportProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

DT              1.0E-05;


// ************************************************************************* //
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2012                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       volScalarField;
    object      T;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];

internalField   uniform 293;

boundaryField
{
    "(topface|lowface|frontAndBack|rightface)"
    {
        type            zeroGradient;
    }

    leftface
    {
        type            fixedValue;
        value           uniform 393;
    }

//     rightface
//     {
//         type            fixedValue;
//         value           uniform 293;
//     }
}

// ************************************************************************* //
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2012                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "system";
    object      controlDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

application     laplacianFoam;

startFrom       startTime;

startTime       0;

stopAt          endTime;

endTime         100;

deltaT          0.5;

writeControl    runTime;

writeInterval   10.0;

purgeWrite      0;

writeFormat     ascii;

writePrecision  6;

writeCompression off;

timeFormat      general;

timePrecision   6;

runTimeModifiable true;


// ************************************************************************* //

コメント

タイトルとURLをコピーしました