Surface data | Result control: 流体解析

設定パネルと項目

Surface data では、ジオメトリの指定した面について、平均値や合計値といった統計量を出力します。設定パネルは以下のようになります。

図1: Surface data の設定パネル

それぞれの項目は以下の通りです。

1. Surface data
   
   • Area average (平均値) と Area integral (合計値) から選択します。
   • 解析タイプMulti-purposeについては、 Pressure difference をご利用いただけます、
2. Write control
   • 結果出力の時間（計算ステップ）の間隔の設定方法を決めます。
     • Time step: Simulation control で設定した Delta t と同じになります。
     • Synchronize with field output: Simulation control で設定した Write control と同じになります。
3. Write interval
   • この Surface data を出力するにあたっての出力間隔を設定します。
   • 例えば、 Write control を Time step として Delta t を 2 sec とします。 Write interval を 3 とすると、 2×3 で 6 sec おきに出力されることとなります。
4. Assigned Faces
   • Surface data を出力したい面をビューアあるいはシーンツリーから選択します。

利用ヒント：収束の確認に使用する場合は、収束を確認するために十分に細かいグラフを得るために、 Write interval は20以下とすることを推奨します。

計算の詳細

図1の選択肢によって、面について計算される内容が異なります。ここでは、その計算内容を紹介いたします。

Area average

指定した面において、スカラー量の平均値を計算します。速度のようなベクトル値については、成分ごとの平均が計算されます。

複数の面を選択することも可能で、そうした場合は選択したそれぞれの面について個別に平均が計算されます。

例えば、圧力pの平均値はセルの面積で重みづけされた平均値となります。

ここで、Aは指定した面Sの面積です。数値計算上は、指定した面に接するセルiを用いて以下のように計算されます。

Area integral

指定した面において、スカラー量の合計値を計算します。流速のようなベクトル値については、成分ごとに計算されます。

複数の面を選択することも可能で、そうした場合は選択したそれぞれの面について個別に平均が計算されます。

例えば、速度の1成分の和を出力する場合、以下の積分値となります。

数値計算上は、以下のようにセルの面積Aで重みづけされます。

Pressure difference

※Multi-purpose解析タイプでのみ利用可能です。

Inlet face と Outlet face をそれぞれ選択して、圧力の差を出力できます。また、 Static pressure (静圧) と Total pressure (全圧) を選択できます。また、 Apply Absolute Value をオンにした場合は絶対値で値が表示されます。例えば圧力損失を考えたい場合に有効です。

なお、 inlet と outlet に選択できる面はそれぞれひとつずつです。

計算内では Area average と Area integral と同様に、セルの面積を用いた重みづけがなされています。

図2: Pressure difference を求める場合の設定パネル

例

以下に例を示します。配管内流れを考え、配管の流入面に Area average と Area integral を設定します。

図3: 配管の流入面を選択して Area integral の出力を設定

解析が終了すると、シミュレーションツリーの Run に Area integrals が表示されます。

図4: シミュレーションツリーに Area averages と Area integral が表示される

この Surface data から配管内での圧力損失と流量を求めます。まず、 Area average で p を確認すると、圧力の平均値が分かります。流出口の境界条件を 0 としているのでこの値が圧力損失となります。

図5: 流入口における圧力 p の平均値

続いて、流量を確認します。この例では、y方向に配管が向いているので、Uy に着目します。 Area integral は面での和ですので、この面を通る流量と言えます。

図6: 流入口における流速の Area integral (流量)

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