使用OpenFOAM的基本流程

原文地址：使用OpenFOAM的基本流程 作者：苏军伟

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。

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fluentMeshToFaom功能转换为openfoam可识别网格。

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。

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;
    }
}


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binary
writeFormat     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