リリースノートより
有限面積ベースのフィルム曲率分離モデルが更新され、シャープエッジ用の新しいフィルム分離モデルが追加された。 これらの更新により、さまざまな幾何学的条件や流動条件下での膜分離予測の精度と柔軟性が向上しました。
主な変更点と追加事項：
- Owen-Ryleyモデル：
- 既存のcurvatureSeparationモデルは、Owen & Ryley（1983）の研究に基づき、OwenRyleyModelとして再実装されました。このモデルは以下を前提としています：
- 液膜が表面から離脱すると、直ちに微細な液滴ミストに分裂します。そのため、液体が連続体として離脱するシナリオを正確に表現できない可能性があります。
- 液膜は固定半径の丸みを帯びた角部周りを流れるため、曲率が明確に定義されない鋭角部での適用に制限がある可能性があります。
- 液膜は1e-4 m未満の厚さで、粘性効果および表面擾乱は無視されます。
- 液膜速度と厚さは一様です。
- 分離基準は明示的に定式化されておらず、モデルの仮定に基づいて推定されます。
- シャープエッジ用の新しい液膜分離モデル：
- 新しいモデルFriedrichModelが導入され、完全および部分的な液膜分離シナリオの両方に対応する鋭角部での液膜分離特性を計算します。このモデルはFriedrichら（2008）とZhangら（2018）の研究に基づいています：
- Friedrichら（2008）：
- 離脱点における制御体積内の力の釣り合いに基づく分離基準を開発しました。
- 最大液膜厚さを1e-4 mと仮定します。
- 表面張力、重力、および液膜の慣性を考慮します。
- 比較的信頼性が高いことが知られていますが、早期破断を予測する可能性があります。
- ANSYS Forte 18.2で実装されている分離手法として採用されています。
- Zhangら（2018）：
- 質量分率基準を導入することでFriedrichらのモデルを改良しました。セル内の液膜全体が同時に離脱すると仮定するモデルとは異なり、Zhangらのアプローチではこれらの基準に基づいて液膜の一部のみが離脱します。これにより、実際に分離する液膜量をより現実的に予測することができます。
包括的な直列および並列テストケースが実施され、様々な形状の鋭角部や流れ方向に対する向き、複数の空間解像度および並列化構成を含むケースにおいて、堅牢な角部および分離の識別が確保されました。
その結果、メッシュの複雑さや計算設定に関係なく、液膜分離現象のシミュレーションにおいてユーザーは改善された一貫性と信頼性を期待できます。
最小限の使用例は以下の通りです：
injectionModels
{
filmSeparation
}
filmSeparationCoeffs
{
model OwenRyley;
definedPatchRadii 0;
minInvR1 0;
deltaByR1Min 0;
}
Source code
Tutorial
Merge request
参考文献
OwenRyleyModel
https://develop.openfoam.com/Development/openfoam/-/blob/OpenFOAM-v2412/src/regionFaModels/liquidFilm/subModels/kinematic/injectionModel/filmSeparation/filmSeparationModels/OwenRyleyModel/OwenRyleyModel.H