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OpenFOAM カスタマイズ
OpenFOAM カスタマイズ・コンサルティング

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  カスタマイズ事例

1. 表面張力モデルの精度向上

標準のOpenFOAMでは曲率の計算精度が低い等の理由により、インクジェットの液滴など、微小スケールで表面張力が支配的となる計算では満足のいく計算精度が出せないことが多々あります。
これらの問題を解決するために、interFoamにおける曲率の計算精度向上を図り、 疑似流速の発生を抑える手法を組み込みました。

2. 多相流(interFOAM等)を含む着色機能の追加

一般的にパッシブスカラーと呼ばれる機能で、流体の一部を着色することで、 流れの様子を可視化する事がきます。
当社では、interFoamにスカラー移流拡散方程式を組み込み,液相(あるいは気 相)側だけに存在するスカラー移流拡散の解析を可能にしました。
また、スカラー依存で物性を変化させることも可能なので、kamalモデルや Macoskoモデルを組み合わせた熱硬化性樹脂の充填解析も可能です。

3. 二相流における熱計算機能の追加

interFOAMにエネルギー式の導入を行い,温度場の解析を可能にしました。

4. 発泡材を考慮したソルバーの開発

シートの樹脂発泡成形シート成型等、発泡剤を考慮したソルバーを開発しました。反応率依存で、密度や体積、樹脂の粘度も計算する事ができるため、発泡現象を再現する事ができます。
また、空気の流動も解いているため、型内にトラップされるボイド位置も予測することができます。

5. DEMと流体計算のカップリングソルバー開発

水中コンクリートの打設粒子計算(DEM)ソルバーと流体計算ソルバーの計算を一つのソルバーで行い、流体と粒子の相互作用を考慮した、カップリングソルバーを作成しました。
DEMは粒子同士の衝突を解くため、流線を可視化する機能であるマーカー粒子・質量粒子と異なり、実際の砂のような粒子に近いふるまいを再現できます。
例えば、水中で堆積していく砂を模擬したり、多相流ソルバーと組み合わせて、水・空気・砂の解析も可能です。

6. ろう付けを再現するオプション機能の開発

ろう付けを再現するオプション2層流解析用のソルバーであるinterFoamをカスタマイズして、ろう付けの計算が可能なソルバーを作成しました。
標準のinterFoamに湧き出し機能と多孔質体モデルを組み込み、さらに、毛管圧を考慮することで、溶融/未溶融状態のロウが混在する、接合面でのロウの流動を制御できるようにカスタマイズしました。
毛管圧などのパラメータは、計算条件の設定ファイルであるtransportPropertiesで変更可能な仕様にしました。
ロウ溶融プロセスのシンプルなモデル化と、非構造格子メッシュの利点を生かし、薄くて広い領域を伴う解析対象でも、実用的なCPU時間で計算可能です。

7. 新しい粘度式の追加

ユーザー様よりご提供いただいた任意の実験式を、新しい粘度モデルとして組み込みました。式中のパラメータは、transportPropertiesファイルで定義可能な仕様にしました。
複数の粘度モデルを追加可能で、どの粘度モデルを使用するかもtransportPropertiesファイルで選択できるようにしました。

8. 新しい境界条件追加

標準にはない新しい境界条件を追加しました。
境界条件が適切でないと、保存するべき量が無限に増え続けるなど、非現実的な結果となってしまうことがあります。
例えば、ある物理量が保存するように、特定の境界から流出する量とリンクして、他の境界から流入する量を決定する境界条件を作成しました。
分布を与える、実験データを反映させる、前ステップの結果から相対的に値を変える等、任意の境界条件も追加可能です。

9. 結果データのテキストファイルへの出力機能

標準のFunctionObjectやparaviewでは処理が困難な結果データをファイル出力できるようにしました。
たとえば、複数の測定点の物理量について、1ステップ前の時刻での値からの変化率を算出し、時系列データとしてテキストファイルに出力することが可能です。ファイル出力時の書式も任意の書式で自由に設定可能です。
これにより、ポスト処理に対する作業コストの低減が図れます。

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