バスケットボール メッシュ生成 blockMesh snappyHexMesh 2021年11月25日 OpenFOAM

バスケットボールのモデル作成 • FreeCAD メッシュ作成 • blockMesh • snappyHexMesh 解析設定 • OpenFOAM 計算実行 • OpenFOAM 結果処理 • Paraview プリ処理 ソルバ ポスト処理

basketball.stl internalWall-sphere.stl internalWall-sphere.stlとbasketball.stlの 境界にz軸まわり回転流れを与える モデル作成 解析条件

/opt/OpenFOAM/OpenFOAM- v2012/tutorials/incompressible/simpleFoam/motorbike から作業ディレクトリにチュートリアルをコピーする。 mnt/c/work/openfoam/20211010_basketball_flow/002_mesh_create |--motorBike | |--0.orig | | |--U | | |--include | | | |--fixedInlet | | | |--frontBackUpperPatches | | | |--initialConditions | | |--k | | |--nut | | |--omega | | |--p | |--Allclean | |--Allrun | |--constant | | |--transportProperties | | |--triSurface | | | |--README | | |--turbulenceProperties | |--system | | |--blockMeshDict | | |--controlDict | | |--cuttingPlane | | |--decomposeParDict.6 | | |--ensightWrite | | |--forceCoeffs | | |--fvSchemes | | |--fvSolution | | |--meshQualityDict | | |--snappyHexMeshDict | | |--streamLines | | |--surfaceFeatureExtractDict | | |--topoSetDict | | |--wallBoundedStreamLines ファイル構成

「mesh1」「mesh2」フォルダを作成 「0.orig」「 constant」「 system」フォルダを「mesh1」「mesh2」にコピーする

「mesh1」フォルダに移って「blockMesh」を実行する。 「a.foam」ファイルを生成してparaviewでメッシュを確認する。

「 basketball.stl 」「 internalWall-sphere.stl 」が大きすぎるため1/1000倍にする。 計算領域が大きすぎるので「blockMeshDict」を 変更して計算領域を変更する

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*¥ ========= | ¥¥ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox ¥¥ / O peration | Website: https://openfoam.org ¥¥ / A nd | Version: 8 ¥¥/ M anipulation | ¥*---------------------------------------------------------------------------*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; object blockMeshDict; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // convertToMeters 1; vertices ( ( -0.20 -0.20 -0.20) //0 /400mm ( 0.60 -0.20 -0.20) //1 ( 0.60 0.20 -0.20) //2 ( -0.20 0.20 -0.20) //3 ( -0.20 -0.20 0.20) //4 ( 0.60 -0.20 0.20) //5 ( 0.60 0.20 0.20) //6 ( -0.20 0.20 0.20) //7 ); blocks ( hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (80 80 80) simpleGrading (1 1 1) //1mesh_5mm ); edges ( ); blocks ( hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (80 80 80) simpleGrading (1 1 1) //1mesh_5mm ); edges ( ); boundary ( //patch x_min_1 { type patch; faces ((0 4 7 3)); } x_max_1 { type patch; faces ((1 2 6 5)); } Constant/blockMeshDict y_min_1 { type symmetryPlane; faces ((0 1 5 4)); } y_max_1 { type symmetryPlane; faces ((3 7 6 2)); } z_min_1 { type symmetryPlane; faces ((0 3 2 1)); } z_max_1 { type symmetryPlane; faces ((4 5 6 7)); } ); // *********************************************** ************************** //

再度blockMeshを実行してparaviewでモデルを確認する。 モデルのひな形としてはOK

計算領域のサイズ

C:¥work¥openfoam¥20211010_basketball_flow¥002_mesh_create¥motorBike¥mesh1¥constant¥triSurface 「constant/triSurface」 の中に「 basketball.stl 」「 internalWall-sphere.stl 」を入れておく。

/*--------------------------------*- C++ -*--------------------------------- -*¥ | ========= | | | ¥¥ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox | | ¥¥ / O peration | Version: v2012 | | ¥¥ / A nd | Website: www.openfoam.com | | ¥¥/ M anipulation | | ¥*-------------------------------------------------------------------------- -*/ FoamFile { version 2.0; format ascii; class dictionary; object snappyHexMeshDict; } // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // // Which of the steps to run castellatedMesh true; snap true; addLayers true; geometry { basketball { type triSurfaceMesh; file "basketball_mm.stl"; } refinementBox { type box; min (-0.1 -0.1 -0.1); max ( 0.3 0.1 0.1); } } castellatedMeshControls { maxLocalCells 100000; maxGlobalCells 2000000; minRefinementCells 10; maxLoadUnbalance 0.10; nCellsBetweenLevels 3; features ( ); refinementSurfaces { basketball { // Surface-wise min and max refinement level level (1 1); } } // Resolve sharp angles resolveFeatureAngle 60; refinementRegions { // refinementBox // { // } } locationInMesh (0.5 0.0 0.0); // Inside point allowFreeStandingZoneFaces true; } constant/snappyHexMeshDict

constant/snappyHexMeshDict snapControls { nSmoothPatch 3; tolerance 2.0; //- Number of mesh displacement relaxation iterations. nSolveIter 300; nRelaxIter 5; nFeatureSnapIter 10; //- Detect (geometric only) features by sampling the surface // (default=false). implicitFeatureSnap false; //- Use castellatedMeshControls::features (default = true) explicitFeatureSnap true; //- Detect points on multiple surfaces (only for explicitFeatureSnap) multiRegionFeatureSnap false; } // Settings for the layer addition. addLayersControls { // Are the thickness parameters below relative to the undistorted // size of the refined cell outside layer (true) or absolute sizes (false). relativeSizes true; // Per final patch (so not geometry!) the layer information layers { "basketball" { nSurfaceLayers 5; } } // Expansion factor for layer mesh expansionRatio 1.0; finalLayerThickness 0.3; minThickness 0.1; nGrow 0; featureAngle 150; slipFeatureAngle 30; nRelaxIter 3; // Number of smoothing iterations of surface normals nSmoothSurfaceNormals 1; // Number of smoothing iterations of interior mesh movement direction nSmoothNormals 3; // Smooth layer thickness over surface patches nSmoothThickness 10; // Stop layer growth on highly warped cells maxFaceThicknessRatio 0.5; maxThicknessToMedialRatio 0.3; minMedialAxisAngle 90; nBufferCellsNoExtrude 0; nLayerIter 50; }

constant/snappyHexMeshDict // Generic mesh quality settings. At any undoable phase these determine // where to undo. meshQualityControls { #include "meshQualityDict" // Advanced //- Number of error distribution iterations nSmoothScale 4; //- Amount to scale back displacement at error points errorReduction 0.75; } // Advanced // Write flags writeFlags ( scalarLevels layerSets layerFields // write volScalarField for layer coverage ); // Merge tolerance. Is fraction of overall bounding box of initial mesh. // Note: the write tolerance needs to be higher than this. mergeTolerance 1e-6;

snappyHexMeshを実行 checkMeshを実行してメッシュ品質に問題がないかを確認する

モデルのひな形としてはOK paraviewでモデルを確認する。

「sHM」にsnappyHexMeshで作成したメッシュファイルを保存しておく。 「3」の中のファイルだけをconstant/polyMeshの中に保存する。