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SIMPLECを使用した計算実行(OpenFOAM3.0.1)

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OpenFOAM3.0.0からsimpleFoamでSIMPLEC(SIMPLE-Consistent)法が選択できるようになった。

使い方は簡単で、fvSolutionのSIMPLEの項目に「consistent yes;」と付け加えるだけで、SIMPLECがONになる。

また、SIMPLECでは、圧力に緩和係数はいらない。(J.H.ファーチィガーら、「コンピュータによる流体力学」シュプリンガ・フェアラーク、2007、p173より)

チュートリアルケースのmotorBikeもSIMPLECを使用するようにfvSolutionが書き換えられている。

UのrelaxationFactorの数値がOF2系のときの0.7から0.9に変化していることにも注目である。この点は公式リリースにおいて下記のような記述がある。

“which relaxes the pressure in a “consistent” manner and additional
relaxation of the pressure is not generally necessary. In addition
convergence of the p-U system is better and reliable with less
aggressive relaxation of the momentum equation, e.g. for the motorbike
tutorial:”

SIMPLECを使う利点は公式のコメントを引用すると以下の点である。

“The cost per iteration is marginally higher but the convergence rate is
better so the number of iterations can be reduced.”

個人的な感想では、3割ぐらい早くなっていたので、効果はありそう。

参考までにPitzDailyケースでOpenFOAM2.4.0、OpenFOAM3.0.1、OpenFOAM3.0.1+SIMPLECの計算時間、イタレーション回数を比較した表を示す。

OF3.0.1+SIMPLECのケースはpの緩和係数は削除し、Uの緩和係数を0.9にしている。

それ以外はUの緩和係数は0.7とした。

ExecutionTime ClockTime Iteration
OF2.4.0 23.71 24 817
OF3.0.1 28.38 29 915
OF3.0.1+SIMPLEC 11.3 11 298
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