Mixer - MRF, Rotational periodic interface

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1. 개요

속도/압력 분포

본 예제는 다순한 형상의 믹서를 MRF를 이용하여 계산하는 예제이다. MRF 모델을 사용하면 정상상태 계산을 할 수 있으며, 임펠러 날개 하나를 기준으로 회전 주기조건을 사용할 수 있어 계산 비용을 크게 줄일 수 있다.

계산 조건은 다음과 같다.

  • solver : buoyantPimpleNFoam (넥스트폼이 개발한 비압축성 유동 해석 솔버)
  • 난류 모델 : $Standard$ $k-\epsilon$ model
  • 밀도 : 1000 $kg/m^3$
  • 점성 계수 : 0.001 $kg/ms$
  • 프로펠러 회전 수 : 100 RPM

2. 프로그램의 구동

프로그램 실행 후 launcher에서 ‘New’를 선택한다. Launcher에서 ‘Solver Type’은 Pressure-based를, ‘Multiphase Model’은 None, ‘Species’는 Not Include를 선택한다.


3. 격자

격자는 주어진 polyMesh 폴더를 활용한다. 상단 탭에서 File - Load Mesh - OpenFOAM을 클릭하고 polyMesh 폴더를 선택한다.

4. General

모두 Default를 사용한다.

5. Models

모두 Default를 사용한다.

6. Materials

Name을 water로 변경하고 Density는 1000, viscosity는 0.001을 입력한다.

7. Cell Zone Conditions

‘cellZone’에 Multiple Reference Frame, MRF를 선택하고 아래 값들을 입력한다.

  • Multiple Reference Frame
    • Rotating Speed : 100(RPM)
    • Rotation-Axis Origin : (0 0 0)
    • Rotation-Axis Direction : (0 0 1)
    • Static Boundary : periodic1, periodic2


8. Boundary Conditions

아래와 같이 경계면 타입과 경계값을 설정한다.

  • periodic1, periodic2 : Interface - Rotational Periodic
    • periodic1 : Rotational Periodic으로 변경 후, Coupled Boundary는 periodic2 선택. Rotation-Axis Origin은 (0 0 0), Rotation-Axis Direction은 (0 0 1)을 입력


  • impeller, impeller_slave : Thermo-Coupled Wall
    • impeller : Thermo-Coupled Wall로 변경 후, Coupled Boundary는 impeller_slave를 선택
  • wall, hub, hub_rot : Wall
    • Velocity Condition : noSlip
  • top : symmetry

9. Numerical Conditions

모두 Default를 사용한다.

10. Initialization

모두 Default를 사용한다.

11. Run

Run Conditions에서 Number of Iteration을 3000으로 설정하고 계산을 진행한다.