円形パイプ内の流れの開始

解析特性

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 Autodesk® CFD と解析結果の間で比較した結果を次の表に示します。

  ベンチマーク 2018: ビルド 20170308 誤差 % 2019: ビルド 20180130 誤差 %
u(x=0,r=0,t=0.05) 0.1995 0.1992 0.109 0.1993 0.109
u(x=0,r=0,t=0.10) 0.3851 0.3846 0.135 0.3846 0.135
u(x=0,r=0,t=0.20) 0.6517 0.658 0.950 0.6579 0.950
u(x=0,r=0,t=0.30) 0.8045 0.819 1.839 0.8193 1.839