Elmerにて定常の自然対流解析を行ってみました。(参考:T591 自然対流 検討用)
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ダクト内に配管が通過している部分を仮定します。
対象 流体
ジオメトリ作成: FreeCAD0.20
メッシャー:salome9.7.0
プリプロセッサ:ElmerGUI
ソルバー :Elmer
ポストプロセッシング:ParaView5.9
条件:
物性値:
空気 >elmer標準値
密度:1.205 kg/m3
比熱:1005.0 J/(kg·K)
熱伝導率:0.0257 W/m K
粘性:1.983e-5 Pa・s
境界条件:
鋼管の表面温度:77℃(350K)
雰囲気温度:27℃(300K)
重力:9.82 m/s2(-Y方向)
結果
定常
速度と圧力は、ほぼ動きが無いことになります。温度も上部で滞留している感じでしょうか。
同じモデルを非定常で行ったものが下図になります。100秒までになります。(動画は4秒間で表示)
作業 (作成中)
基本的な流れは以下が参考になります。
T521 Elmer 作業例
形状 FreeCADにて作成
以下が参考になります。
作成したstepファイルをsalomeに取り込んでメッシュを作成します。
サンプルファイル : t581-plate.step
要素作成
salomeにてフェイス形状をオートで作成しています。三角形一次要素です。
参考:T405 メッシュ作成 例
サンプルファイル : t581_mesh.unv
unvファイルでエクスポートしてから、ElmerGUIで読み込んで解析設定を行います。
解析モデル作成
■setup
Steady stateのままで実施します。
大事なのは、Gravity設定で、モデルのY軸方向マイナスに重力加速度9.82m/s^2がかかるようにしておきます。(既定)
■Equation
Heat equationとNavie-StokesのタブでそれぞれActive(ボックスチェック)にします。Convectionもcomputedにします。(convectにチェック)Navie-Stokesでは、優先番号1にしておきます。
Navie-Stokesでさらに、Edit Solver SettingsからLinear system のPreconditioningをILU1にしておきます。
■物性値設定
Material libraryからAir(room temperature)を選択します。
Reference Temperatureに300Kを指定します。(設定していないと実行時にワーニングがでます)
■Body Forceの設定
ブシネスク近似の設定をします。
■Initial conditionの設定
初期温度300Kを設定します。
■境界条件の設定
ダクト壁の温度(BC1)と、鋼管の温度(BC2)設定をします。
Heat Equationタブでそれぞれの温度(300K,350K)を入力して、Navie-Stokesタブで壁面条件を指定します。
境界条件の設定をするためにedgeが分割されていない場合には分割しておく必要があります。
salome上で分けておくと便利ですが(グループの作成)、ElmerGUI上でも分割はできます。
参考:境界分割
サンプルファイル : t581_duct.zip
非定常用のSetup
■解析実行
■結果評価
参考:T621 Paraview 設定例
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