从硕士的计算数学到现在的流体的应用数学，算来也有五年的时间了．一直希望能寻找一个半专业的软件可以做计算流体的学习和研究．
所谓半专业，是说一方面我们可以很傻瓜的如ansys,fluent那样，使用他们的模型直接进行数值模拟，另一方面我们又可以很轻易的修改模型．构建自己的模型．编写自己的算法．
所以第一次接触ＯｐｅｎＦｏａｍ时，就被她完全的吸引了．如此的贴和我的要求．更有魅力的是，她是一个开源软件，展现给我们的不仅仅是ｃｆｄ，更是一种编写模拟软件的教程．
甚至我们自己可以试着学习怎么去开发这样的大型数值计算软件．
下面的例子来源于苏军伟博士的新浪博客，及我们园区的浪子禾月．
一 代码解释
例：OpenFOAM>>solver>>basic>>laplacianFoam
//createFields.H
／＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊／
//－屏幕提示。Info 等价于 C++中std::cout,Info间接调用cout
Info<< "Reading field T\n" << endl;
//这是一个类的初始化．volScalarField 类Ｔ对象的初始化．
//－声明一个标量场,网格中心存储变量。该场是通过读入文件(IOobject and MUST_READ)进行设置,并根据controlDict中的设置进行自动write,由write.H中的runTime.write()来执行write();。
volScalarField T
(
IOobject
(
"T", //对应ｃａｓｅ根目录下的目录Ｔ，是数据存储的方式
runTime.timeName(),// Ｔ目录下的时间名称， 初始的是０目录，
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
//- 提示读入参数控制文件
Info<< "Reading transportProperties\n" << endl;
//- 参数控制文件声明过文件形式读入
IOdictionary transportProperties
(
IOobject
(
"transportProperties", //文件名字
runTime.constant(), //文件位置，case文件夹中constant子文件夹
mesh, IOobject::MUST_READ,//通过read一个文件，初始化 IOobject::NO_WRITE //并不根据时间对文件进行写 ) ); //－提出读入扩散律 Info<< "Reading diffusivity DT\n" << endl; //－通过查询参数控制文件，初始化带有单位的标量，lookup中的“DT”为关键字 dimensionedScalar DT ( transportProperties.lookup("DT") );
//laplacianFoam.C (OpenFoam2.4.0)
1 #include "fvCFD.H"//-cfd头文件，包括大多数cfd计算需要的头文件，在src » finiteVolume » cfdTools » general » include
2 #include "simpleControl.H"
3
4 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 #include "setRootCase.H"
9
10 #include "createTime.H"
11 #include "createMesh.H"
12 #include "createFields.H"
13
14 simpleControl simple(mesh);
15
16 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
17
18 Info<< "\nCalculating temperature distribution\n" << endl;
19
20 while (simple.loop())
21 {
22 Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;
23
24 while (simple.correctNonOrthogonal())
25 {
26 solve
27 (
28 fvm::ddt(T) - fvm::laplacian(DT, T)
29 );
30 }
31
32 #include "write.H"
33
34 Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"
35 << " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"
36 << nl << endl;
37 }
38
39 Info<< "End\n" << endl;
40
41 return 0;
42 }
1 #include "fvCFD.H" //-cfd头文件，包括大多数cfd计算需要的头文件，在src » finiteVolume » cfdTools » general » include 2 3 4 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // 5 //主程序入口 6 int main(int argc, char *argv[]) 7 { 8 //设置rootcase，根据输入参数argc 和 argv对 9 # include "setRootCase.H" 10 11 //－创建时间，下面的runTime控制 12 # include "createTime.H" 13 14 //创建网格，根据constant文件中polyMesh文件夹中的网格数据，创建网格对象mesh，位于src » OpenFOAM » include 15 # include "createMesh.H" 16 17 //创建场对象，在前面已经说明 18 # include "createFields.H" 19 20 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // 21 //提示计算温度分布 22 Info<< "\nCalculating temperature distribution\n" << endl; 23 //计算主控制流程 24 for (runTime++; !runTime.end(); runTime++) 25 { 26 //提示当前计算时间 27 Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl; 28 //读入simple算法参数，位于 29 30 src » finiteVolume » cfdTools » general » include 31 32 # include "readSIMPLEControls.H" 33 //对于网格非正交循环修正。 34 for (int nonOrth=0; nonOrth<=nNonOrthCorr; nonOrth++) 35 { 36 //求解拉普拉斯方程,这里的solve是Foam空间的全局函数，内参数为fvMatrix，fvm表示隐式离散，返回有限容积稀疏矩阵类fvMatrix对象，具体对象中内容，以后说明 37 solve 38 ( 39 fvm::ddt(T) - fvm::laplacian(DT, T) 40 ); 41 } 42 //对求解变量进行写 43 # include "write.H" 44 //提示执行时间及CPU耗时 45 Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s" 46 << " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s" 47 << nl << endl; 48 } 49 //提示程序结束 50 Info<< "End\n" << endl; 51 52 return(0); 53 }
//write.H
1 if (runTime.outputTime())
2 {
3 volVectorField gradT = fvc::grad(T); //计算温度梯度，向量场
4
5 //声明3个变量，分别以gradT的三个方向的分量进行初始化。
6
7 volScalarField gradTx
8 (
9 IOobject
10 ( 11 "gradTx", //变量名字 12 runTime.timeName(), //位置 13 mesh, //mesh，主要用于对象注册，根据runTime进行写 14 IOobject::NO_READ, // 15 IOobject::AUTO_WRITE //自动写 16 ), 17 gradT.component(vector::X) //用场初始话，vector::X 枚举变量，可直接写0 //gradT.component(0) 18 ); 19 20 volScalarField gradTy 21 ( 22 IOobject 23 ( 24 "gradTy", 25 runTime.timeName(), 26 mesh, 27 IOobject::NO_READ, 28 IOobject::AUTO_WRITE 29 ), 30 gradT.component(vector::Y) 31 ); 32 33 volScalarField gradTz 34 ( 35 IOobject 36 ( 37 "gradTz", 38 runTime.timeName(), 39 mesh, 40 IOobject::NO_READ, 41 IOobject::AUTO_WRITE 42 ), 43 gradT.component(vector::Z) 44 ); 45 46 //对场进行写 47 runTime.write(); 48 }
二 Ｃ文件
我们重点分析Ｃ文件
//laplacianFoam.C (OpenFoam2.4.0)
1 #include "fvCFD.H"//-cfd头文件，包括大多数cfd计算需要的头文件，在src » finiteVolume » cfdTools » general » include
2 #include "simpleControl.H"
3
4 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
5
6 int main(int argc, char *argv[])
7 {
8 #include "setRootCase.H"
9
10 #include "createTime.H"
11 #include "createMesh.H"
12 #include "createFields.H"
13
14 simpleControl simple(mesh);
15
16 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
17
18 Info<< "\nCalculating temperature distribution\n" << endl;
19
20 while (simple.loop())
21 {
22 Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;
23
24 while (simple.correctNonOrthogonal())
25 {
26 solve
27 (
28 fvm::ddt(T) - fvm::laplacian(DT, T)
29 );
30 }
31
32 #include "write.H"
33
34 Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"
35 << " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"
36 << nl << endl;
37 }
38
39 Info<< "End\n" << endl;
40
41 return 0;
42 }
１０－１２行我们建立了场的网格，即我们将向量附着在了几何空间上，形成了一个场．也就是说，目前我们有了数学上所描述的温度场Ｔ．此时，Ｔ还没有任何东西，是０标量场．