噴水の流体解析事例

混相流解析機能を用いた噴水の流体解析事例です。

ノズルから空気中に噴霧された液滴がどのように飛散するかを予測することができます。

なお、ノズル形状を最適化する際のやり方としては、内部構造を最適化したい(例えばキャビテーションが発生しにくい形状にする)と言った場合は、ノズルの内部形状だけをモデル化して圧力低下領域を可視化する方法が考えられます。この場合は、液体だけの単相流解析か、必要に応じてキャビテーションモデルを併用することが考えられます。

また噴霧後の飛散状況を検証したい場合は、混相流解析を利用することになりますが、その際も液体の状況によっていくつかモデル化手法が考えられます。例えば、噴霧速度が遅く、滑らかな液面を形成する場合は、自由界面モデル(VOF)を用いた方法が考えられます。また、噴霧後に霧状になることが想定される場合は、液滴をモデル化する混相流モデル(2流体モデル)を使用します(今回の事例ではFluentの2流体モデル(Eulerian Model)を使用しています)。

解析モデル

モデル概要(ノズル形状)

ノズル形状

解析結果