円形パイプ内の流れの開始

解析特性

• 非定常流体流れ
• 2次元軸対称内部流れ
• 非圧縮性流れ

参考文献

White, F. M., ﾒViscous Fluid Flow,ﾓ McGraw-Hill, Inc., New York, 1974, pp. 141-143.141-143

問題の説明

本ケースでは、長いパイプ内の流体が、初期状態では静止しています。その後、一様一定の圧力勾配が瞬間的に適用されます。軸方向流れがスタートし、次第にポアズイユの流れに達します。結果を参考文献の解析解と比較します。

ジオメトリと境界条件

[初期状態]: u(x,r,t=0)=v(x,r,t=0)=0.0, = 4.0

[境界条件]: v(x,r=0,t>0)=0.0, u(x,r=1,t>0)=v(x,r=1,t>0)=0.0, p(x=0) = 40, p(x=L) = 0

結果

パイプ流入口中心の u (軸方向流速)と時間 (sec)の関係を比較した結果を次の表に示します。Autodesk Simulation CFD

	ベンチマーク	2014: ビルド 20130102	誤差 %	2015: ビルド 20131223	誤差 %
u(x=0,r=0,t=0.05)	0.1995	0.1989	0.287	0.1989	0.287
u(x=0,r=0,t=0.10)	0.3851	0.3844	0.166	0.3844	0.166
u(x=0,r=0,t=0.20)	0.6517	0.660	1.275	0.660	1.275
u(x=0,r=0,t=0.30)	0.8045	0.823	2.339	0.823	2.339