OpenFOAM常用類的一些總結(jié)

1、OpenFOAM常用類的一些總結(jié)OpenFOAM中有許多類，每個類的功能都很強大，這也使它面向?qū)ο笤O計得以實現(xiàn)。 對于程序，最常用到的，也是最底層的就是數(shù)據(jù)，在OpenFOAM中引入了三類基礎數(shù)據(jù)類型：標量scalar, 向量vector, 張量tensor.這三個中數(shù)據(jù)類型，也是FOAM中最基礎的三個類。(還有一個比較重要的就是bool和label，前者就是是非型，及對錯型，只不過是更擴展一些，后者是標簽型數(shù)據(jù)，相當于c中的整型。關于更多的其它數(shù)據(jù)類型可以參看目錄.srcOpenFOAMprimitives里面) 在上述數(shù)據(jù)類的基礎上，增加場（field）的概念，就引入了

2、標量場scalarField, 向量場vectorField, 張量場tensorField。 實際上這三個類又是field類的typedef，如typedef field<scalar> saclarField。這些場類中都有對應的成員函數(shù)進行加減乘除運算，還有復雜的點積叉積等。說到這field class,其實他就像是一個數(shù)據(jù)存放的區(qū)域一樣，存放上scalar，那它成了標量場scalarField。這些類中可以有接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算。從field類中又派生出了FieldField類，這個就是說場中場類，其實這個主要用于邊界條件類的一個基類。因為邊界條件算是網(wǎng)格類場中的一個特殊的場

3、，后面會介紹。 比field類高一點的就是幾何場類 GeometricField class，其相比field class多了紀錄場位置的相關信息。說到這里請大家注意他和polyMesh class的區(qū)別，后者只是紀錄網(wǎng)格的結(jié)構，如點的位置、面的組成、體的組成等等，polyMesh class中對應有pointMesh，surfaceMesh，volMesh等類，從字面上很容易理解其處理和記錄網(wǎng)格點、網(wǎng)格面、網(wǎng)格體等信息。而GeometricField類，其則是記錄了在什么樣的網(wǎng)格上有量a的相關信息或數(shù)據(jù)。它包括了內(nèi)部區(qū)域、邊界區(qū)域（GeometricBoundaryField cl

4、ass）、網(wǎng)格、尺度單位、計算的先前時間階的值等。在該類中有常用的三種（實際上還有其他的許多，可以參看OpenFOAM網(wǎng)上說明）：volScalarField體標量場，volVectorField體向量場，volTensorField體張量場。這里說的場與field有所不同，這里指的是網(wǎng)格區(qū)域上所對應的數(shù)據(jù)信息。上述的vol就是指ployMesh中的volMesh，如volscalarField類來說：見下例volScalarField p(     IOobject        (

5、            "p",            runTime.timeName(),            mesh,          &

6、#160; IOobject:MUST_READ,            IOobject:AUTO_WRITE        ),        mesh    );看過老蘇博客的朋友肯定都知道這是什么意思，這是讀入標量壓力場文件，把壓力值存儲到網(wǎng)格體中心。為加深對GeometricField類的理解，貼張PG中的圖

7、片：OpenFOAM中有許多類，每個類的功能都很強大，這也使它面向?qū)ο笤O計得以實現(xiàn)。 對于程序，最常用到的，也是最底層的就是數(shù)據(jù)，在OpenFOAM中引入了三類基礎數(shù)據(jù)類型：標量scalar, 向量vector, 張量tensor.這三個中數(shù)據(jù)類型，也是FOAM中最基礎的三個類。(還有一個比較重要的就是bool和label，前者就是是非型，及對錯型，只不過是更擴展一些，后者是標簽型數(shù)據(jù)，相當于c中的整型。關于更多的其它數(shù)據(jù)類型可以參看目錄.srcOpenFOAMprimitives里面) 在上述數(shù)據(jù)類的基礎上，增加場（field）的概念，就引入了標量場scalarField

8、, 向量場vectorField, 張量場tensorField.實際上這三個類又是field類的typedef，如typedef field<scalar> saclarField。這些場類中都有對應的成員函數(shù)進行加減乘除運算，還有復雜的點積叉積等。說到這field class,其實他就像是一個數(shù)據(jù)存放的區(qū)域一樣，存放上scalar，那它成了標量場scalarField。這些類中可以有接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算。從field類中又派生出了FieldField類，這個就是說場中場類，其實這個主要用于邊界條件類的一個基類。因為邊界條件算是網(wǎng)格類場中的一個特殊的場，后面會介紹。 比f

9、ield類高一點的就是幾何場類 GeometricField class，其相比field class多了紀錄場位置的相關信息。說到這里請大家注意他和polyMesh class的區(qū)別，后者只是紀錄網(wǎng)格的結(jié)構，如點的位置、面的組成、體的組成等等，polyMesh class中對應有pointMesh,surfaceMesh,volMesh等類，從字面上很容易理解其處理和記錄網(wǎng)格點、網(wǎng)格面、網(wǎng)格體等信息。而GeometricField類，其則是記錄了在什么樣的網(wǎng)格上有量a的相關信息或數(shù)據(jù)。它包括了內(nèi)部區(qū)域、邊界區(qū)域（GeometricBoundaryField class）、網(wǎng)格、尺度單位、計算

10、的先前時間階的值等。在該類中有常用的三種（實際上還有其他的許多，可以參看OpenFOAM網(wǎng)上說明）:volScalarField體標量場,volVectorField體向量場，volTensorField體張量場。這里說的場與field有所不同，這里指的是網(wǎng)格區(qū)域上所對應的數(shù)據(jù)信息。上述的vol就是指ployMesh中的volMesh，如volscalarField類來說：見下例    volScalarField p    (        IOobject

11、60;       (            "p",            runTime.timeName(),            mesh,   &#

12、160;        IOobject:MUST_READ,            IOobject:AUTO_WRITE        ),        mesh    );看過老蘇博客的朋友肯定都知道這是什么意思，這是讀入標量壓力場文件，把壓

13、力值存儲到網(wǎng)格體中心。為加深對GeometricField類的理解，貼張PG中的圖片： 除了體的向量標量張量場外，還有面標量場surfaceScalarField、面向量場surfaceVectorField、面張量場surfaceTensorField?？聪旅娴睦樱?#160;   surfaceScalarField phi    (        IOobject        (

14、0;           "phi",            runTime.timeName(),            mesh        ),   &

15、#160;    fvc:interpolate(alpha)*phia      + fvc:interpolate(beta)*phib    );這里的phi既是一個面向量場對象，他用來是紀錄單元體面上流過的通量值。除了常用到的標量向量張量的幾何場外，還有一些特殊量的場：surfaceSymmTensor面對稱張量幾何場、體球面張量場等等。幾何場里面還有一個比較重要的類就是GeometricBoundaryField，用來專門對邊界進行處理的一個類。 如果說數(shù)據(jù)場類是處

16、理數(shù)據(jù)的基礎，那么時間類則是控制計算步進必不可少的一部分。Time class在進行瞬態(tài)計算，用它跟蹤時間階，并使時間按一定步長或者變步長累加，及輸出計算參數(shù)，計算時間等。見下例：（相關說明見老蘇博客：OpenFOAM>>solver>>incompressible>>icoFoam的說明）    Info<< "nStarting time loopn" << endl;    for (runTime+; !runTime.end(); runTime

17、+)            Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;        /        runTime.write();       

18、; Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"            << "  ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"     &#

19、160;      << nl << endl; 談到時間大家很容易想到的就是空間，time and space是cfd中非常重要的概念，在離散過程中時間和空間都需要進行離散（非穩(wěn)態(tài)情況），與空間相關的類其實上面已經(jīng)提到：ployMesh class，在這不在累述。需要附加說明的是邊界條件類：邊界條件在OpenFOAM被定義作為場的一個完整部分而不是場上額外附加的。在fvMatrix類中并入了patch用來定義區(qū)域的外部邊界。每一個patch有一個邊界條件，再由fvm用合適的方式進行操作處理。patch有多種類

20、型：calculated，fixed value, fixed gradient, zero gradient, symmetry, cyclic等。這些類型都繼承于基類patchField。 在求解之前，需要對偏微分方程組進行離散，轉(zhuǎn)化為線性方程組Ax=b的形式。其中x就是我們所要求的量，他也就是咱們前面介紹的GeometricField類，而A代數(shù)方程的系數(shù)，他就是我們下面所要提到的fvMatrix類。對于偏微分方程的每一項，OpenFOAM應用兩個類來離散：finiteVolumeMethod和finiteVolumeCalculus,分別用typedef聲明為fvm和fvc.

21、 fvm是計算隱式導數(shù)從而返回fvMatrix，而fvc是計算顯式導數(shù)或者其它隱式計算返回geometricField，該類不存儲私有數(shù)據(jù)，僅是執(zhí)行操作從一個量map到另外一個量上。對于偏微分方程，其中有很多種導數(shù)形式：拉普拉斯、時間導數(shù)、二階時間導數(shù)、對流項、散度、梯度、梯度梯度平方、旋度、源等，在OpenFOAM中的表示見下圖：離散化時空之后，就是解方程，其實求解方程的過程主要分成如下幾部：1.離散偏微分方程，2.線性化方程組，3.對應不同的倒數(shù)格式選擇差分格式，4.求解系數(shù)矩陣，5.解方程。在這就涉及到了一個重要的部分：矩陣。Matrix是OpenFOAM中的一個模板類，他是一個用來存儲

22、及運算標量張量等類型數(shù)據(jù)的2維矩陣。這個矩陣類有點像數(shù)學上的矩陣一樣。對于應用于數(shù)值求解矩陣，OpenFOAM引入了fvMatrix類，這個就是有限體積（finite volume）矩陣類，他是一個特殊的矩陣類型，應用于求解有限體積標量方程組，該類成員函數(shù)可以實現(xiàn)給定相應場的求解、通量的計算、殘差的計算和控制、方程松弛因子的實現(xiàn)，方程中心系數(shù)(central coefficient, 公共成員函數(shù)A()和H操作源(H operation source，成員函數(shù)H()）的計算、設定計算參考等。在此需要提到的是fvMesh類，該類和GoeMesh類差不多，不同之處在于fvMesh類它包含相應網(wǎng)格信

23、息和拓撲結(jié)構的同時，還對網(wǎng)格進行實時更新（動網(wǎng)格的時候）。這些更新包括刪除單元體面等，并按要求重新定位并計算新的信息。下面舉一些關于fvMatrix應用的例子：（選自icoFoam）        fvVectorMatrix UEqn        (            fvm:ddt(U)    &#

24、160;     + fvm:div(phi, U)  /div，散度是代表某量通過單元體的面積分，此處phi為一個通量場，該場的值被記錄在單元體的面上，而U就是由通量所輸運的量，而該速度值則被記錄在單元體中心點上。          - fvm:laplacian(nu, U)        );/源項可以使顯式的，在離散時進入方程的右端，當源項為隱式的時候他進入方程的系數(shù)矩

25、陣中。        solve(UEqn = -fvc:grad(p);/關于=，一直有所疑問，聽老蘇分析挺有道理，最近你看到一篇文章上說=的定義是用來表示數(shù)學意義上的方程左右兩端的等于，這個運算符為了使其有最低的的運算優(yōu)先級所以采用了=，而非=，同時也強調(diào)了方程兩端得等的概念，而非賦值。在OpenFOAM中，對=的操作實際上是形式上的，而非實質(zhì)上有什么運算，它自動重排方程各項：所有隱式項寫進方程矩陣中，而所有顯式項則歸于方程的b中。       

26、60;volScalarField rUA = 1.0/UEqn.A();        U = rUA*UEqn.H();        pEqn.setReference(pRefCell, pRefValue);        pEqn.solve();例子中fvVectorMatrix為一向量有限體積矩陣類，OpenFOAM中定義 typedef f

27、vMatrix<Vector> fvVectorMatrix，其他的還有標量、張量等。其他關于上述程序的說明參看老蘇博客。 再看如下例子：fvMatrixScalar rhoEq(   fvm:ddt(rho)+fvc:div(phi);/此處是一個關于質(zhì)量守恒方程的求解，對于phi為密度與速度的積，而此時采用fvc即表示速度通量在方程中作為已知量，出現(xiàn)在方程的b項中，它是計算前一時間階的值。 說了一些常用的類，下面介紹一些比較基礎底層的類：IOdictionary，argList，IOobject，IOdictionary類是繼承于regI

28、Oobject類和dictionary類，其主要作于是讀入和寫入數(shù)據(jù)。如讀取PISO控制參數(shù)，或讀入transportProperties參數(shù)等等。它派生出許多類：       1. basicThermo(用于基本熱力學參數(shù)讀取和計算)       2. LESModel（大渦模擬模型控制參數(shù)）       3. RASModel （RAS模型控制參數(shù)）  

29、0;    4. fvSchemes （離散格式參數(shù)）       5. motionSolver （動網(wǎng)格控制參數(shù)）       6. radiationModel （輻射模型控制參數(shù)）       7. solution  （求解方程控制參數(shù)）      

30、 8. SRFModel （SRF模型控制參數(shù)）       9. tolerances （方程殘差控制）       10. transportModel （輸運模型參數(shù)）見下例：    IOdictionary transportProperties /在transportProperties字典中讀入?yún)?shù)    (     

31、;   IOobject        (            "transportProperties",            runTime.constant(),        &

32、#160;   mesh,            IOobject:MUST_READ,            IOobject:NO_WRITE        )    );IOobject類：讀入寫入數(shù)據(jù)，他與IOdictionary不同之處在于后者是讀取

33、一個文件中的一個字典“”之內(nèi)的數(shù)據(jù)，而IOobject則是讀入整個文件，如讀入壓力場，速度場等，并且有讀入寫出的控制參數(shù)，見上例中的“MUST_READ，NO_WRITE”等等。（老蘇博客中有詳細介紹，在此不多說了） argList類：讀入外部命令參數(shù)的一個類，如在命令窗口鍵入icoFoam -case <dir>,則對目錄dir執(zhí)行icoFoam計算，其參數(shù)有：-case 選擇一個case目錄替代當前工作目錄；-parallel 指定并行計算參數(shù)； -doc顯式該程序文檔； -srDoc 在瀏覽器里顯示該程序的源文件； -help 顯示改程

34、序的使用方法 dimensionSet類是對基本類型的單位設定，并檢查其正確性。 tmp類是管理臨時對象的一個類。OpenFOAM的程序開發(fā)初步一.OpenFOAM應用的類型：使用OpenFOAM進行CAE模擬的，大致可分為三種類型：1)直接利用OpenFOAM的標準的求解器進行模擬，把OpenFOAM替代商業(yè)軟件來使用，OpenFOAM已基本具有這樣的功能和人氣，與Fuent，Star-CD等相比較，OpenFOAM顯然具有更高的求解效率和靈活性。2)用戶自定義求解器，即利用OpenFOAM的基本類庫，如finiteVolume，OpenFOAM庫來按照自己的求解流程來編

35、寫針對某類應用的求解器。用戶需要開發(fā)的求解器就是類似于在OpenFOAM的applications中所看到的標準求解器icoFOAM，simpleFOAM等。顯然這一需求是非常大的，從OpenFOAM問世以來，已有很多用戶定義了自己的求解器。這類需求的特點是，并不需要特別關心，離散和求解的最底層的知識，如時間項離散，空間項離散等，關注的重點是求解的步驟或者流程。在編程中，通常是頂層的求解流程的開發(fā)，在多數(shù)情況下可以不編譯OpenFOAM的finiteVolume和OpenFOAM庫。這種頂層的求解器的開發(fā)，是我們以前常常忽略的，或者是以前沒有能力做到的。需要指出的是，商業(yè)軟件中的所謂udf，u

36、ser subroutine和這是不可相比的。3)用戶自己定義離散方法等。對于研究離散格式、代數(shù)求解器等人來說，更關注時間項ddt，擴散項Laplacian，對流項div是如何離散的，能否有更高效更高精度的離散方法，這需要修改finiteVolume庫和OpenFOAM庫中對應的代碼。尤其是對流項，盡管OpenFOAM已經(jīng)提供了基于NVD和TVD的模板和40多種有名的高階高精度格式，但可以預見，這仍然是不夠的，畢竟對流項的離散仍然是目前CFD的重點研究方向?？梢钥隙ǖ氖?，目前有很多人關注類型2的應用，畢竟將OpenFOAM當成Fluent或Star-CCM來使用，并不見得方便。但是將OpenF

37、OAM作為類庫來構建自己的求解器，這是其它軟件無法實現(xiàn)的。二OpenFOAM程序開發(fā)的基本知識2.1OpenFOAM的基本術語重要的環(huán)境變量:$WM_PROJECT_USER_DIR   OpenFOAM的用戶目錄$FOAM_TUTORIALS          -OpenFOAM的算例目錄$ FOAM _SRC                -OpenFOAM庫的源程序目錄$ FOAM_APP         &#

38、160;      - OpenFOAM的求解器目錄$ FOAM_APPBIN            - OpenFOAM的求解器執(zhí)行文件目錄$ FOAM_RUN                -用戶的算例目錄重要的shell：run      cd to $FOAM_RUNsrc    =  cd to $FOAM_SRCapp    =

39、60;cd to $FOAM_APPutil    =  cd to $FOAM_APP/utilitiessol    =  cd to $FOAM_APP/solverstut    =  cd to $FOAM_TUTORIALS求解器的基本文件結(jié)構appName            包含求解器源代碼的目錄+appName.C        求解器主程序 CreateFields.H &#

40、160;場變量的聲明和初始化 +Make/          編譯指令+files        編譯需要的源程序文件和生成的目標文件+options      編譯選項,如鏈接庫等appName/appName.C是求解器的主程序appName/createFields.H聲明變量，并從文件中讀入初值，如p，物性。appName/Make/files 所有源程序的名稱，一個文件一行，最后一行是目標代碼的名稱和存放位置，EXE=$(FOAM_USER_APPBIN)

41、/appNameappName/Make/options設定查找頭文件和庫的路徑，EXE_INCS,和需要鏈接的庫EXE_LIBS算例的基本文件結(jié)構case/                        算例目錄+0/                        包含初始和邊界條件+constant/        

42、;          包含初次讀入后，不隨時間變化的數(shù)據(jù)+polyMesh/            包含多面體網(wǎng)格數(shù)據(jù)+transportProperties/      包含物性數(shù)據(jù) +system/                  包含計算控制和離散格式設定+controlDict          

43、 包含計算控制，如時間步長等+fvSchemes              包含離散格式設定+fvSolutions            包含代數(shù)求解器或SIMPLE，PISO算法設定具體而言case/0                      每個需求解的變量需要一個文件設定其初始邊界條件case/constant/polyMesh 

44、0;      網(wǎng)格數(shù)據(jù)，如owner neighbour points faces boundarycase/system/transportProperties  物性數(shù)據(jù)case/system/controlDict        設定起始終止時間，時間步長，輸出控制case/system/fvSchemes        設定程序用到的每個微分算子的離散格式case/system/fvSolution      為每個變量選擇代數(shù)方程求解

45、器/收斂精度及PISO等算法設定三OpenFOAM程序開發(fā)的理論知識作求解開發(fā)，必須能寫出需要求解的控制方程及其定解條件，并且對于如何求解方程或方程組的步驟已經(jīng)明確。這些流體力學、傳熱學以及相關的理論是必需的，所謂連續(xù)介質(zhì)力學中的數(shù)學模型，控制方程和定解條件就是表示它的語言。在這里是不可能說清楚的，這要看個人的功底了。四 .OpenFOAM程序開發(fā)的最簡單的例子下面采用OpenFOAM來開發(fā)一個用戶自己的求解器。主要是利用OpenFOAM的標準求解器icoFoam，用戶不需要寫任何代碼，只為為了熟悉OpenFOAM程序開發(fā)的環(huán)境和步驟。步驟：1)    將icoFoam目錄

46、拷貝到新的目錄可采用下面的Linux的命令實現(xiàn)：到OpenFOAM的incompressible目錄cd applications/incompressiblecp r icoFoam myicoFoam以上只是復制目錄icoFoam到新的位置，并且新目錄名為myicoFoamcd myicoFoam進入新的目錄，查看一下，可以看到里面的文件和icoFoam中是否一樣2)    原文件改名，并且刪除依賴文件將icoFoam.C改名myicoFoam.Cmv icoFoam.C myicoFoam.C刪除依賴文件rm icoFoam.dep3)    修改

47、編譯文件files和options進入Make目錄，打開files文件， 將icoFoam.C      源程序文件名EXE = $(FOAM_APPBIN)/icoFoam  可執(zhí)行文件名修改為myicoFoam.C      源程序文件名EXE = $(FOAM_APPBIN)/myicoFoam  可執(zhí)行文件名此例中options不需修改，可以打開看看EXE_INC =    頭文件包含   -I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclud

48、eEXE_LIBS =  鏈接庫-lfiniteVolume4）刪除原來的obj文件   rm rf linuxGccDPOptcd .5）編譯 wmake6) 檢驗一下 到tutorial目錄，檢驗一下 myicoFoam . cavity六.OpenFOAM程序開發(fā)例子一：在icoFoam中加入溫度場求解準備：能量控制方程： dT/dt+div(den*U*T)=div(a gradT)在壁面上給定值條件。需要解決的問題：a）如何創(chuàng)建標量場，Tb) 如何創(chuàng)建物性，ac）如何定義溫度方程，并求解d) 如何在算例中設定T和a

49、e)如何設定T的離散格式f)如何設定T的求解器的收斂標準等步驟：1)創(chuàng)建程序需要的新物性和新變量場打開myicoFoam.C可以看到，程序開始運行時調(diào)用CreateFields.H，創(chuàng)建變量場。打開CreateFields.H，可以看到程序首先從transportProperties文件中讀入物性，   Info<< "Reading transportPropertiesn" << endl;   IOdictionary transportProperties   ( 

50、60;    IOobject       (           "transportProperties",              從字典文件transportProperties讀入runTime.constant(), /transportProperties文件位于目錄runTime.constant()中         

51、  mesh,            網(wǎng)格對象                             IOobject:MUST_READ,           IOobject:NO_WRITE       );  創(chuàng)建了Iodictionary類型對象 trans

52、portProperties   dimensionedScalar nu        /首先讀入粘性系數(shù)   (       transportProperties.lookup("nu")   );  創(chuàng)建有量綱標量nu，nu通過從字典transportProperties查找”nu”來賦值可以加上新方程需要的物性   dimensionedScalar DT      

53、  /首先讀入熱擴散率   (       transportProperties.lookup("DT")   ); 創(chuàng)建有量綱標量DT，DT通過從字典transportProperties查找”DT”來賦值此外還要從createFields中讀入p,U場，我們要加入的新的變量場為溫度場T，最快的加入溫度場的方法是拷貝p場的代碼，修改為   Info<< "Reading field Tn" << endl; 

54、  volScalarField T   (       IOobject       (           "T",           runTime.timeName(),           mesh,          

55、0;IOobject:MUST_READ,           IOobject:AUTO_WRITE       ),       mesh   );這樣，創(chuàng)建了新的vol標量場T，從文件T中讀入。對于T的創(chuàng)建具體解釋如下：a)創(chuàng)建了標量場Tb)T通過讀(IOobject:MUST_READ)在runTime.timeName()目錄下名稱為“T”的文件創(chuàng)建，在開始計算時，runTime.timeName()是contorlDict中

56、設定的startTime值決定的。c)T將自動寫入(IOobject:AUTO_WRITE)計算結(jié)果到runTime.timeName()目錄中，runTime.timeName()隨迭代是變化的，寫入控制由contorlDict中設定。d)T是定義在mesh對象上的，這意味著T在內(nèi)部cell上有值internalField，在邊界上還需要邊界條件，這與polyMesh/boundary中要一致。2)在求解器中加入新的求解方程   下一步回到myicoFoam.C加入新的微分方程，由于溫度場依賴于速度場，可放在PISO循環(huán)后面。#      

57、   include "continuityErrs.H"           U -= rUA*fvc:grad(p);                 U.correctBoundaryConditions();      /          Add the temperature equation   

58、;           fvScalarMatrix Teqn 溫度是標量方程           (             fvm:ddt(T)            + fvm:div(phi, T)      要用到界面流量           - f

59、vm:laplacian(DT, T)  擴散項         );             TEqn.solve();          求解3)編譯wmake4)在算例中加入新方程的初始和邊界條件4.1拷貝一個cavity算例到mycavity4.2修改transportProperties字典文件，設定DTcd constant修改transportProperties文件，前面已提到DT要從該字典文件讀入。

60、設定DT=0.002m2/sDT              DT 0 2 -1 0 0 0 0 0.002;4.3修改T文件，設定初始值和邊界cd 0 進入0目錄拷貝一個T文件cp p T修改T文件為FoamFile   version        2.0;   format          ascii;   class        

61、;  volScalarField;   object          T;/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /dimensions      0 0 0 1 0 0 0;internalField  uniform 300;    初始內(nèi)部點為300   movingWall      

62、   type            fixedValue;value uniform  350.;        邊界為350      fixedWalls         type            fixedValue;value uniform  300.;     

63、0;  邊界為3005)修改離散格式和代數(shù)求解器求解控制文件A進入system目錄由于溫度方程有非穩(wěn)態(tài)項，對流項，擴散項，分別要在ddt，div，laplacian中設置打開fvSchemes文件，添加divSchemes   default        none;   div(phi,U)      Gauss upwind;   div(phi,T)      Gauss upwind;laplacianSchemes&

64、#160;  default        none;   laplacian(nu,U) Gauss linear corrected;   laplacian(DT,T) Gauss linear corrected;   laplacian(1|A(U),p) Gauss linear corrected;在fvSolution中設置代數(shù)求解器選項     T PBiCG          

65、preconditioner  DILU;       tolerance        1e-06;       relTol          0;   注意T方程形成的矩陣是非對稱的，不要用PCG和DIC6)運行myicoFoam . mycavity七.OpenFOAM程序開發(fā)求解器的詳細分析1進入icoFoam目錄可以看到createFields.H  icoFoam.C &#

66、160;icoFoam.dep Make/ Make/為wmake編譯所需的文件IcoFoam.C為主程序文件，它包含createFields.H編輯icoFoam.C可以看到icoFoam.C首先引入的頭文件為fvCFD.H。所以你可以看到，在編譯選項options中EXE_INC =    -I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude  /fvCFD.H的存放目錄EXE_LIBS =    -lfiniteVolume              

67、    /需要鏈接的庫找到fvCFD.H,編輯，可以看出這些是主程序必須的類庫#ifndef fvCFD_H#define fvCFD_H#include "parRun.H"#include "Time.H"              時間類#include "fvMesh.H"            網(wǎng)格類#include "fvc.H"    

68、;            fvc類#include "fvMatrices.H"          fvMatrix類#include "fvm.H"                fvm類#include "linear.H"#include "calculatedFvPatchFields.H"#include "

69、fixedValueFvPatchFields.H"#include "adjustPhi.H"#include "findRefCell.H"#include "mathematicalConstants.H"#include "OSspecific.H"#include "argList.H"#ifndef namespaceFoam#define namespaceFoam   using namespace Foam;#endif#endif再看看icoFo

70、am的程序體,了解一下求解程序的結(jié)構#include "fvCFD.H"        （頭文件）                       通常位于main函數(shù)前，是程序所需的類的定義/ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * /int main(int argc, char *argv)  &#

71、160;                      （包含文件）#  include "setRootCase.H"  #  include "createTime.H"#  include "createMesh.H"包含文件通常是程序片斷，如創(chuàng)建時間、創(chuàng)建網(wǎng)格等（求解器代碼）#  include "createFields.H"    

72、;      需要根據(jù)應用，單獨寫的代碼，如"createFields.H"和Main，以及Ueqn，pEqn等   #  include "initContinuityErrs.H"                       / * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

73、 /。八.OpenFOAM程序開發(fā)求解器的詳細分析2a.場變量的定義引用前面的溫度場   Info<< "Reading field Tn" << endl;   volScalarField T   (       IOobject       (           "T",       

74、   runTime.timeName(),           mesh,           IOobject:MUST_READ,           IOobject:AUTO_WRITE       ),       mesh   );例如volScalarField CO2(IOobje

75、ct("CO2",runTime.timeName(),mesh,IOobject:READ_IF_PRESENT,IOobject:AUTO_WRITE),mesh,/ Optional declaration, this can be done by accessing a file in "case/0/"，量綱可在文件中讀/ dimensionedScalar("zero", dimensionSet(1,-1,-3,0,0,0,0), value);b.場變量的使用場變量有定義在內(nèi)部cell上的值，也有邊界上的值例如給組分限

76、值Example of a mass fraction limiter used in this project:/ Initialize the variable Y_i for use in a loopscalarField& CO2Internal = CO2.internalField();  引用內(nèi)部點/ Loop for all mesh points  遍歷內(nèi)部點forAll(CO2, celli)/ Limits the mass fraction to a positive numberif (CO2Internalcelli < 0.0)

77、CO2Internalcelli = 0.0;/ Limits the mass fraction to max 1.0if (CO2Internalcelli > 1.0)CO2Internalcelli = 1.0;c.定義輸運方程OpenFOAM 定義方程時要選擇一種類型的fvMatrix，有fvScalarMatrix和fvVectorMatrix離散格式在case/system/fvSchemes.中設定/ Define a ScalarMatrix as a objectfvScalarMatrix CO2Eqn 定義系數(shù)矩陣(fvm:div(phi, CO2)  

78、          對流項離散fvm:div- fvm:laplacian(turbulence->nuEff(),CO2)  擴散項離散fvm:div= S_CO2                            源項 );/ Apply underrelaxation to the equation/ Under relaxation factors defined in file: fvSolutionCO2Eqn.relax();  松弛CO2Eqn.solve();  求解運用OpenFOAM編譯器wmake編譯自己的程序本文將OpenFoam的編譯系統(tǒng)介紹一下，并給出了如何在OpenFOAM下編譯“h