Rotating Fan in Room

1. 개요


본 예제는 sliding mesh를 이용한 계산 예제이다.

실내에 100 RPM으로 회전하는 팬이 창을 통해 유동이 흐르는 간단한 문제이다.

계산 조건은 다음과 같다.

  • solver : buoyantSimpleNFoam (넥스트폼이 개발한 정상상태 비압축성 해석 솔버)
  • 난류 모델 : $Standard$ $k-\epsilon$
  • 팬 회전 속도 : 100 RPM

2. 프로그램의 구동

BaramFlow 실행 후 launcher에서 ‘Open’을 선택하고 격자 생성 튜토리얼에서 만든 폴더를 선택한다(혹은 New Case를 선택하고 메뉴의 File - Load Mesh - OpenFOAM에서 <caseName>/case/constant 폴더를 선택한다).

Launcher에서 ‘Solver Type’은 Pressure Based, ‘Multiphase Model’은 None, Gravity는 (0 0 0), ‘Species’는 Not Include를 선택한다.

3. General

비정상상태 등온 단상유동 계산이다. Time은 Transient로 설정하고, Gravity는 설정할 필요 없다. Operationg conditions는 디폴트 101325를 사용한다.

4. Models

난류 모델은 Standard $k-\epsilon$ 모델을 사용하고 나머지는 디폴트를 사용한다.


난류 모델 설정

5. Materials

본 예제의 작동유체는 공기이다. 디폴트 값을 사용한다.

6. Cell Zone Conditions

cellZone의 AMI를 더블 클릭하면 설정 창이 열린다. Zone Type을 Sliding Mesh로 주고 다음과 같이 설정한다.

  • Rotating Speed : 100
  • Rotation Axis Origin : (-3 2 2.6)
  • Rotation Axis Direction : (0 0 1)


Cell Zone설정

7. Boundary Conditions

아래와 같이 경계면 타입과 경계값을 설정한다.

  • desk_surface_0, door, room : Wall - No Slip

  • fan_surface_0 : Wall - Moving Wall

  • outlet : Pressure Outlet - Total Pressure = 0

  • AMI_surface_0, AMI_surface_0_slave : interface - Internal Interface

전체 설정을 완료하면 아래 그림과 같이 된다.


경계조건 설정

8. Numerical Conditions

본 예제에서는 아래와 같이 설정을 변경한다.

  • Pressure-Velocity Coupling Scheme : SIMPLE

  • Use Momentum Predictor : On

  • Discretization Schemes
    • Time : First Order Implicit
    • Pressure : Linear
    • Momentum : Second Order Upwind
    • Turbulence : First Order Upwind

  • Under-Relaxation Factors : 모두 1로 설정

  • Max Iteration per Time Step : 3

  • Number of Correctors : 1


수치해석 조건 설정

9. Initialization

초기값은 디폴트 값을 그대로 사용한다. 하단의 Initialize 버튼을 클릭한다. 그 후, File - Save 버튼을 클릭하여 저장한다.

10. Run Conditions & Run

Run Conditions은 다음과 같이 설정한다.

  • Time Stepping Method : Adaptive
  • Couraant Number : 1
  • EndTime : 1
  • Save Interval : 0.02

Run에서 Start Calculation 버튼을 누르면 계산이 시작된다.


Residual plot