使用OpenFOAM的基本流程

精品资料使用OpenFOAM的基本流程任何CFD软件的使用无非通过3个基本步骤： 前处理，CFD计算，后处理【前处理】 主要包括：网格的生成，物理参数的设定，初始边界条件的设定，求解控制设定，方程求解方法的选择，离散格式的选择。【CFD计算】设定上述参数后，直接在case文件中，在控制台中输入相应求解器的名字即可。如果参数设置有误，会得到提示。【后处理】openfoam推荐的后处理软件为paraview，当然你可以运用foamToTecplot功能将其转换为tecplot格式运用tecplot进行处理，或者运用foamDataToFluent转化为fluent格式进行后处理，所有支持的转化在/OpenFOAM-1.5/applications/utilities/postProcessing/dataConversion文件夹中。【前处理的详细步骤】一、网格生成： OpenFOAM带有自己的网格生成功能blockMesh,他可以生成块结构化网格，使用比较简单，但对于复杂几何，该功能实施比较复杂。 可以采用其网格软件如：gridgen，pointwise，gambit，icemcfd，tetgen,gmesh,ansys等生成网格，通过网格转换功能将其转换为openfoam可识别的网格。我本人通常采用gridgen生成fluent网格，再采用fluentMeshToFoam功能转换为openfoam可识别网格。二、物理参数的设置： OpenFOAM中的物理参数文件都在当前case文件夹里面的constant文件夹中，里面常用的文件通常常有 environmentalProperties：设定环境参数，重力加速度 transportProperties：传输相关参数，比如黏性，密度，对于非牛顿流体的黏性模型及其参数等 LESProperties：大涡模型及其相关的模型参数 RASProperties: 雷诺时均模型及其相关模型参数 thermodynamicProperties：热物理相关参数 这些文件的名字由solver里面定义，可以任意更改，上面书写是openfoam中的一个惯例，至于如何更改，请参看solver说明。三、初始边界条件的设定：初始条件和边界条件设定都在case文件夹中的0文件夹中，在Openfoam中，每个求解变量都有自己的单独的求解文件，下面以/OpenFOAM/OpenFOAM-1.5/tutorials/icoFoam/cavity/0/p压力文件为例进行说明FoamFile /文件头 version 2.0; /版本号 format ascii; /存储形式二进制或者ascii class volScalarField;/场的类型，体心标量场 object p; /场的名字/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /场的单位，应当注意这里的压强单位并非实际压强，而是压强除去密度(p/rho)的单位/因为openfoam对动量方程直接求解的速度dimensions 0 2 -2 0 0 0 0;/初始条件：内部场为均匀场，所有全为0，如果不均匀场则采用setField或者funkySetField对初始场进行/设置,如何使用这些功能，以后再说明。internalField uniform 0;/边界条件boundaryField movingWall /边界名字 type zeroGradient; /边界条件为第二类边界条件，梯度为0 fixedWallsm /边界名字 type zeroGradient;/边界条件为第二类边界条件，梯度为0 frontAndBack /边界名字 /空边界条件，说明求解是二维流动，这个在openFOAM是独有的，如果遇到该类边界，该边界不参与方程离/散，也就是什么都不做。 type empty; 四、求解控制设定：文件为system/controlDict,典型的controlDict文件如下/文件头FoamFile version 2.0; format ascii; class dictionary; object controlDict;/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /当前case所用求解器的名字application icoFoam;/程序从什么时候开始执行，startTime开始startFrom startTime;/startTime 设定为0，即从0时刻开始执行startTime 0;/程序什么时候结束，endTime结束stopAt endTime;/程序结束时间endTime 0.5;/当前算例的时间步长deltaT 0.005;/以什么方式写文件，按照时间步长写（也可以为runTime,即按照时间来些）writeControl timeStep;/20个时间步长,20*timeStep写一次；（如果按照时间来写的话为1）writeInterval 20;/写过程是否覆盖，如果0则不覆盖，大于0为覆盖，比如：2，case文件家中只有输出文件 比如6 和 7，/当算到8时候，会覆盖6，9会覆盖8，以此类推purgeWrite 0;/写的格式ascii或者binarywriteFormat ascii;/文件写入精度writePrecision 6;/是否对生成数据进行压缩，压缩的话会战较少空间。uncompressed/compressed;writeCompression uncompressed;/时间文件夹格式：fixed m.ddddd(d的个数取决于下面的timePrecision），scientific ：采用科学计数/法，general：科学计数法指数小于4用指数，大于4用小数timeFormat general;/时间文件夹精度timePrecision 6;/在求解过程中是否允许修改以上参数runTimeModifiable yes;五、方程求解方法的选择：文件为system/fvSolution，典型的文件为/文件头FoamFile version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSolution;/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /solvers /方程求解器 p PCG /压力采用预条件共轭梯度法（主要用于求解对称矩阵） preconditioner DIC; /预测器,对角不完全Cholesky方法 tolerance 1e-06; /参差 relTol 0; /迭代容差 ; U PBiCG /速度采用预条件双共轭梯度法（主要用于反对称矩阵） preconditioner DILU; /预测器，对角不完全LU tolerance 1e-05;/残差 relTol 0; /迭代容差 ;PISO /piso控制参数 nCorrectors 2;/修正次数 nNonOrthogonalCorrectors 0;/非正交修正次数 pRefCell 0;/压力参考cell的index pRefValue 0;/压力参考值如果对求解器不明白，可以参看相关理论，或者直接找到一个差不多的case进行复制。六、离散格式的选择：文件：system/fvSchemes，典型文件/文件头FoamFile version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSchemes;/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /非稳态格式ddtSchemes default Euler; /默认采用欧拉离散，其他格式以后介绍gradSchemes /梯度离散 default Gauss linear;/梯度离散采用高斯方法，线性插值 grad(p) Gauss linear; /压力的梯度离散divSchemes /散度离散 default none; /散度的离散（必须指定没有默认值） div(phi,U) Gauss linear;/对流项离散，高斯理论，采用线性插值laplacianSchemes /拉普拉斯项离散 default none; /拉普拉斯项离散，必须指定 laplacian(nu,U) Gauss linear corrected; /扩散项离散采用高斯理论，采用线性插值，并带有非/网格正交修正 laplacian(1|A(U),p) Gauss linear corrected;/压力方程离散采用高斯理论，线性插值，带有非/网格正交修正