openfoam自学01

openfoam自学01OpenFOAM 是基于 Linux 环境开发的一套 CFD 程序 采用基于非结构网格的有限体积法离散偏微分方程 能处理复杂的几何外形 可实现旋转机械 多相流 热 化学反应 多孔介质等各种流动的模拟

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之前已经介绍了openfoam软件的安装,接下来就是对openfoam的摸索学习之路。

不知道能坚持到什么时候,一步一步来吧(Ubuntu20.04系统,终端控制)。

1、什么是openfoam

OpenFOAM是一款完全由C++编写的面向对象的计算流体力学(CFD)开源程序,全名为 Open Source Field Operation and Manipulation。

OpenFOAM是基于Linux环境开发的一套CFD程序,采用基于非结构网格的有限体积法(Finite Volume Method, FVM)离散偏微分方程,能处理复杂的几何外形,可实现旋转机械、多相流、 热、化学反应、多孔介质等各种流动的模拟。

正因为OpenFOAM具有开源、较快的更新速度等特点,在全世界范围内拥有越来越多的用户,基于该软件的CFD研究也越来越多。

openfoam自学01

(1)0 文件夹主要是边界条件,比如气体的初始速度U、初始压力P等。

(2)constant 文件夹主要是一些常量,比如生成的网格文件ployMesh,流体参数设置文件,以及后面需要耦合的时候,耦合文件等。

(3)system 文件是openfoam主要的操作文件,主要包括网格生成文件,求解控制文件,数值格式文件,离散方程求解设置文件等

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3、运行第一个case

找到之前安装的OpenFOAM文件夹,寻址到 ~/OpenFOAM/OpenFOAM-5.x/tutorials/incompressible/icoFoam/cavity文件目录下(这里是官方给的案例,复制目录下的cavity文件夹到自己熟悉的工作文件夹中,这样不会损坏原case)

复制好后,终端寻址到目标文件夹cavity下

cd cavity ls

可以看到以下文件结构:

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由于官方给的案例已经设置完毕,这里直接运行即可。

首先,生成网格文件

blockMesh

得到以下信息,表明正确:

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可以到constant文件夹下面看到生成了ployMesh文件夹,点开,里面是分好的边界、面、点等信息文件,感兴趣可以自行点进去查看。

openfoam自学01

网格生成成功后,就直接运行程序即可。这里使用icoFoam求解器:

icoFoam

得到以下信息,表明正确:

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查看原本的文件夹,发现多出了 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5文件夹,这些文件夹就是运行得到的数据文件。至此,一个简单的完整的openfoam程序运行完成。

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4、后处理

运行完成后如何更好地看到结果呢?这里就需要进行后处理。

这里用到的后处理软件是paraview。实际上,在之前的安装中,已经安装了该软件的Linux版本。但是说实话,着实不好用,所以我自己单独安装了Windows版本(该版本很好找,百度就有)。

在开始处理之前,还需要在case文件夹下,进行一步操作,即把得到的数据,转化为paraview可读的文件形式,这个openfoam自带了转化功能,执行代码即可:

foamToVTK

完毕后,生产了VTK文件夹。

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打开paraview,直接 file—open—找到目标文件夹,进入VTK—选择cavity_..vtk,然后点击OK,最后点击界面左侧的Apply按钮即可。结果如下:

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点击 Solid Color,会出现下拉框,可以看到速度U和压力p。

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这里选择速度U,进行一些处理,最终结果如下:

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到这里,后处理结束,整个case结束。

5、case补充

(1)cavity是一个一个绝热二维方腔的不可压缩流算例(顶盖驱动流);

(2)后处理软件paraview也需要学习。

以上仅供参考,小白测试,有不当之处请大佬们见谅!也希望大佬给与指教。

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