プロペラ単独計算に関する質問をさせていただきます。プロペラ単独計算につきまして、SST-k-ω、LKE-k-kl-ω各乱流モデルに関してそれぞれ計算を回してみたいと考えていますが、その際の流入域における乱流強度Tu,、及び粘性係数比αの設定の仕方が分からず困っております。乱流強度につきましてはSST-k-ωでは1[%],LKE-k-kl-ωでは5[%]程度を考えていますが、その際の粘性係数比αはどのように設定するべきでしょうか。

プロペラ単独計算に関する質問をさせていただきます。

プロペラ単独計算につきまして、SST-k-ω、LKE-k-kl-ω各乱流モデルに関してそれぞれ計算を回してみたいと考えていますが、その際の流入域における乱流強度Tu,、及び粘性係数比αの設定の仕方が分からず困っております。

乱流強度につきましてはSST-k-ωでは1[%],LKE-k-kl-ωでは5[%]程度を考えていますが、その際の粘性係数比αはどのように設定するべきでしょうか。

0 shiomi.yuto.887 over 4 years ago

各設定条件は以下のようになります。

プロペラ直径: 0.24[m]

流入域直径: 2.4[m]

流域長さ: 2.4[m]

プロペラ上流域長さ: 0.72[m]

流速: 3.391872[m/s]

粘性係数: 1.24518E-03[Pa・s]

流体密度: 9.994248E+02[kg/m^3]

レイノルズ数: 9.82416E+05

どうぞ宜しくお願い致します。
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0 Chuel-Ho.Kim over 4 years ago

外部からの流入に対する乱流量の条件は、本来は実験を行って測定する以外に分かる方法はありません。解析対象が何某（プロペラとか）で、条件がどうだからと決まるもではありません。※後述の実験式に流入面流速は使います。

解析対象の流入部に相当する上流側の境界でどのような流れ、乱れになっているかを測定するということになります。と言っても実験は容易ではありませんし、過去に同様の研究論文に実験をベースにした情報があれば引用も可能ですが、それも稀です。

一方、実験はできなくても実験式を使うことはできます。

送風機やポンプなどで流れを起こし、ダクト等を通して十分に発達した流れが対象物に対する流入境界の流入条件となる場合は、ユーザーズガイド　解析手法編　の「流入乱流量」のページにある（8-1),(8-2)の実験的な経験式が使われます。プリでは「流入流出境界条件」で「流入乱流量タイプ」に「乱流量指定」を選択すると、上記式からの値を流入k、εとして指定できます。

プリでは「流入乱流量タイプ」として別途、「乱流強度＋粘性比指定」と「乱流強度＋長さ指定」で流入乱流量を指定する方法がありますが、

何れの方法も最終的には流入のkとεに変換されて解析に使用されます。

それらkとεと乱流強度、粘性比、長さについての説明は先に紹介しました「流入乱流量」のページにありますので確認してください。

乱流強度、粘性比、長さも同様に解析対象が何某（プロペラとか）で、条件がどうだからと決まるもではありません。

文献や過去の実験など知見が無い場合は、デフォルトの「乱流強度＋粘性比指定」でそれぞれ5%、100で良いと思います。

多くの場合で、scFLOWで安定に結果が出るようチューンにングされた値になっています。もちろん任意のすべての解析対象、条件で実験に合うような結果を出すというものではありません。デフォルトで結果が不十分と判断でき、その原因が流入乱流量にありそうだ、と解析者が判断する場合は実験を行って、より正しい乱流量を与えるか、または少々乱暴に見えますが、流入乱流量の数値を振ってTRY&ERRORで結果が合うように合わせ込むということも目的によっては行われます。

ところで、

>乱流強度につきましてはSST-k-ωでは1[%],LKE-k-kl-ωでは5[%]程度を考えています

とありますが、特に根拠がなれれば乱流モデルによる結果の違いを検討するのに他の条件を変更すべきではありません。

条件による結果の違いか、乱流モデルによる結果に違いか判別できません。

メッシュなども含めて他の条件もすべて同一にして解析を実施すべきです。

以上、参考にしてください。
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