OpenFOAM
二流体ノズル内の液体窒素微粒化シミュレーション
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- 流体解析
超電導ケーブルの冷却用の冷媒として、液体窒素中に固体粒子が懸濁したスラッシュ二相流冷媒を利用した冷却法が注目されています。
OpenFOAMをカスタマイズして、二流体ノズル内でのスラッシュ窒素の形成過程をシミュレートしました。VOF法によるOpenFOAMの気液２相流ソルバinterFoamをベースとして選定し、過冷却液体窒素の凝固は、温度による密度および粘性係数の変化によって模擬しました。
このため、液体の密度や粘性係数の温度依存性を考慮できるよう、輸送特性算出クラスのカスタマイズを行いました。ノズルの解析メッシュは設計パラメータを指定すると、ヘキサメッシャであるblockMesh用の入力データを生成するツールを作成することで、自動化しました。これらにより、二流体ノズル内でのスラッシュ窒素の形成過程のシミュレーションを可能にしました。