blockMeshコマンドを用いたメッシュ生成‚³マンド •OpenFOAMで最も基本となるメッシュ生成コマンド（ユーティリティ） •点・線・面・ブロックのデータを設定ファイル（blockMeshDict）に記述し、

blockMeshコマンドを用いたメッシュ生成

若嶋振一郎(NIT, Ichinoseki College)

[email protected]

2017/5/21 1

初出： 2017/01/05更新： 2017/05/20

Outline

1. blockMeshコマンドについて

2. blockMeshDictファイルの書き方

3. メッシュ生成と確認

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blockMeshコマンド

• OpenFOAMで最も基本となるメッシュ生成コマンド（ユーティリティ）

•点・線・面・ブロックのデータを設定ファイル（blockMeshDict）に記述し、これをもとに規則的な構造メッシュを生成する

• Multi block対応• メッシュトポロジーの設計が重要

2017/5/21 3点線・面ブロック

4

0

1 2

35 6

7

blockMeshDictの書き方

• blockMeshDictはsystemフォルダに置く (昔のバージョンと異なる)

• blockMeshDictの作成方法• 直接テキストファイルとして作成

• マクロ言語プロセッサm4を用いた半自動生成

• blockMeshDict内にコードを記述して半自動生成（後述）• 実行時のコード実行許可が必要（OFのdefaultで許可されている）

• sin, cosなどを利用できる

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blockMeshDictの構造

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/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*¥| ========= | || ¥¥ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox || ¥¥ / O peration | Version: 4.1 || ¥¥ / A nd | Web: www.OpenFOAM.org || ¥¥/ M anipulation | |¥*---------------------------------------------------------------------------*/FoamFile{

version 2.0;format ascii;class dictionary;object blockMeshDict;

}// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

convertToMeters 1;

vertices ( );

blocks ( );

edges ( );

boundary ( );

mergePatchPairs ( );

// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

メートル単位へのスケール変換ファクタの指定（OFはSI単位で計算）

節点（vertices）の座標数値の指定

ブロック（blocks）の指定

稜線（edges）の指定(節点間をどうつなぐかを指定)

境界面（boundary patch）の指定

マージする境界面ペアの指定

blockMeshDict: vertices ()

•節点の座標を指定

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vertices(

(0 0 0) // 節点番号0 (1 0 0) // 節点番号1 (1 1 0) // 節点番号2 (0 1 0) // 節点番号3 (0 0 0.1) // 節点番号4 (1 0 0.1) // 節点番号5 (1 1 0.1) // 節点番号6 (0 1 0.1) // 節点番号7

);

C/C++と同様に，//以降はコメント（間違えないように記入しておくとよい）

• 指定した順に節点番号が暗黙に振られる• 番号は０からスタートする

blockMeshDict: blocks ()

•節点番号を用いて6面体ブロックを指定（複数可能）

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blocks(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 1) simpleGrading (1 1 1));

6面体(Hexahedra)を指定

6面体を構成する６つの節点番号を指定

ブロックの各稜線方向の分割数を指定

各方向の分割の拡大率を指定


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blocks(


Ref: http://cfd.direct/openfoam/user-guide/blockmesh/

x3方向に小さい順に、右手系で節点番号を指定する

x1,x2,x3方向の分割数を指定する

20分割

1分割20分割


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blocks(



x1,x2,x3方向の拡大率を指定する

simpleGrading (1 1 1)・・・すべての方向に等分割simpleGrading (2 1 1)・・・x1方向に徐々に大きく

拡大比２となるように分割（最初と最後の分割サイズの比）

simpleGrading (0.5 1 1)・・・x1方向に徐々に小さく拡大比0.5となるように分割

拡大率


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blocks(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 20)edgeGrading (1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3)

// simpleGrading (1 2 3)と等価);


その他のgrading： edgeGrading・・・・12本のedge毎に分割比を指定


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blocks(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 1)simpleGrading (1

( (0.2 0.3 4) //20% x2-dir,30% cells, exptn.=4 (0.6 0.4 1) //60% x2-dir,40% cells, exptn.=1 (0.2 0.3 0.25) //20% x2-dir,30% cells, exptn.=0.25

) 1)

);


その他のgrading：multiGrading・・・・simpleGradingの指定の仕方を以下のように変えることで、分割幅を小→大→小のようにも指定できる（便利！）

この場合、x2方向の最初の20％の範囲に、メッシュ分割数の30％が割り振られ、拡大率4で分割され中間の60%の範囲に、メッシュ分割数の40％が割り振られ、拡大率1で等分割され最後の20%の範囲に、メッシュ分割数の30％が割り振られ、拡大率0.25で分割される

blockmeshDict: edges();

•節点と節点をつなぐ線の形式を指定

• とくに指定しなければ直線（Line）でつなぐ

•線の種類： arc, spline（スプライン曲線）, polyLine(折れ線), BSpline(Bスプライン曲線), (Line: default)

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edges(

arc 1 5 (0.1 0.1 0.5)spline 2 3 ((0 0.1 0.1)(0 0.1 0.2)(0 0.1 0.1))

);

円弧節点番号１と５を結ぶ通過点の座標を指定

通過点の座標点列を指定

blockMeshDict: boundary()

•境界条件となるパッチ面の名前、種類を指定

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boundary(

fixedWalls{

type wall;faces(

(0 4 7 3)(2 6 5 1)(1 5 4 0)

);}

);

名前を指定（0/U, pなどの境界条件で使用する）

パッチ面のtype

• パッチ面を形成する面を4つの節点番号で指定

• 複数の面を指定した場合は、まとめて名前が付けられる

blockMeshDict: boundary()

•主なパッチ面の種類（type ****）

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type 説明備考

patch 一般的なパッチ面（流入・流出面など）

wall 個体壁面

symmetry 対称面（平面）

symmetryPlane 対称面

empty 2次元計算で利用する仮想境界面

wedge くさび面

cyclic 周期境界条件（メッシュ形状が一致する）neighbourPatchなどの追加指定が必要cyclicAMI 周期境界条件（メッシュ形状が一致しない場合）

Ref: http://cfd.direct/openfoam/user-guide/boundaries/#x24-1680005.2.1

blockMeshDict: mergePatchPairs()

•パッチ名を２つ指定して、結合する

• masterパッチはそのままで、slaveパッチ面の節点などは修正される

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mergePatchPairs(

( <masterPatch> <slavePatch> ) // merge patch pair 0( <masterPatch> <slavePatch> ) // merge patch pair 1…

)

blockMeshコマンドの演習(cavityチュートリアルを参考)

1. 1m×1m×3mの直方体（1ブロック）の作成(分割数は任意。zおよびy軸に平行な壁面にメッシュを寄せる設定)

2. 直方体の一部を曲線（円弧）にしたマルチブロックメッシュの作成

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1m

1m

3m

1m

1m

1m1m

R=1m

R=2m

cavityチュートリアルを適当にコピー＆リネーム blockMeshDictを編集 blockMeshコマンド実行 paraFoamコマンドで確認

1mz

x

y

z

x

y

paraFoamの便利機能

• paraFoamを-blockオプション付きで実行すると、blockMeshDictを読み込み、記述が正しいか事前検討ができます（メッシュ生成前でもOK）

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codeStream機能

• blockMeshDict内で変数定義や計算(やや記述が煩雑)が可能です。

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R 1.0;x1 #calc “$R*sin(degToRad(30.0))”;x2 2.0;dx #calc “$x1 - $x2”;

vertices(

($R 0 0) // 節点番号0 ($x1 0 0) // 節点番号1

:);

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edges( spline 0 1 (

#codeStream{

codeInclude#{

#include "pointField.H" #};

code #{

label nbPoints = 20; for (label i = 0; i < nbPoints; i++) {

scalar xi = 0 + i*$L/(nbPoints-1);scalar yi = $Ri - ($Re-$Ri) * (6*pow(xi/$L,5) - 15*pow(xi/$L,4) + 10*pow(xi/$L,3)); os << point(xi, -yi, 0) << endl;

} #};

｝；)

);

以上で、blockMeshに関するハンズオンセミナーは終了です。お疲れ様でした！

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Documents

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