数値拡散は、人工的に勾配を滑らかにすることによって、OpenFOAMシミュレーションの精度に影響を及ぼす可能性があります。適切な設計原則を実装することで、この効果を最小限に抑え、より正確な結果につながることができます。

数値拡散の理解

数値拡散は、計算流体の分岐機構が人工的なスムースを導入したときに発生します。これは、特に鋭い勾配やインタフェースを伴うシミュレーションで、フローの真の物理的な動作を歪めることができます。

主要デザイン原則

数値拡散を削減するために、シミュレーションのセットアップとメッシュ設計中に一定の設計原則が従う必要があります。

より高い順序のスキームを使用する

対流および拡散条件のためのより高い順序の分裂の方式を採用して下さい。 これらの方式はよりよく勾配を捕獲し、人工的な滑らかになることを減らします。

メッシュを絞り込む

高度の勾配を持つ地域で細かいメッシュを作成すると、シミュレーションの精度が向上します。適応メッシュの改良は、計算リソースを効果的に集中するために使用できます。

その他の検討

数値拡散に影響を与える他の要因には、時間ステップサイズとソルバーの設定が含まれます。 より小さな時間ステップと適切なソルバーの選択は、拡散効果をさらに最小限にすることができます。

  • 限られたLinearやupwindなどのスキームを安定性に選択します。
  • 最小の串や直角性の問題でメッシュの品質を確保します。
  • 拡散を増加させることなく、寛容性を向上させるためにリラクゼーション要因を調整します。
  • 分析ソリューションや実験データで結果を検証します。