OpenFOAM初學(xué)者常常對(duì)于軟件的使用流程感到很迷惑，與其他的具有GUI的CFD軟件不同，OpenFOAM的所有操作均為基于文本操作，譬如說(shuō)里面各種計(jì)算模型、計(jì)算參數(shù)、流程控制參數(shù)等，均為通過(guò)修改對(duì)應(yīng)的文本文件來(lái)進(jìn)行指定。那么什么時(shí)候該用哪些文件，該修改哪些參數(shù)，要了這些則需要花費(fèi)時(shí)間去了解OpenFOAM的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)理。

1 CFD的一般流程

如果只是將OpenFOAM當(dāng)做一款CFD軟件的話，則其使用流程與其他的商用CFD軟件使用流程一致。通常的CFD使用流程包括以下幾個(gè)步驟：

問(wèn)題定義與規(guī)劃
通常利用CFD來(lái)求解工程流動(dòng)問(wèn)題，并不是一上來(lái)就使用軟件的，除非你對(duì)于所要解決的問(wèn)題細(xì)節(jié)非常熟悉。一般情況下，在進(jìn)行CFD計(jì)算之前，需要對(duì)所涉及的物理問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的分析，比如說(shuō)計(jì)算中涉及到哪些物理模型，流動(dòng)是層流還是湍流，要計(jì)算哪些物理量，采用什么樣的計(jì)算域，計(jì)算域能否簡(jiǎn)化等等。

計(jì)算區(qū)域幾何構(gòu)建
在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上，可以開(kāi)始考慮構(gòu)建計(jì)算區(qū)域了。在構(gòu)建計(jì)算區(qū)域的過(guò)程中，需要考慮的是：計(jì)算區(qū)域可否利用對(duì)稱(chēng)性或周期性條件？是否可以利用2D模型？一些細(xì)小的特征是否可以簡(jiǎn)化掉？計(jì)算域中是否包含有運(yùn)動(dòng)區(qū)域？等等。
在模型規(guī)劃完畢后，即可著手模型的創(chuàng)建。創(chuàng)建幾何模型的工具很多，有的是采用外部CAD軟件，也有一些CAE前處理軟件具備一定的幾何創(chuàng)建功能。但不管采用何種方式進(jìn)行幾何的創(chuàng)建，最終是要將這些幾何模型劃分為計(jì)算網(wǎng)格。因此在創(chuàng)建幾何模型時(shí)，也要顧及一下后面使用的網(wǎng)格劃分軟件了，雖然說(shuō)目前主流的高端的網(wǎng)格生成軟件能夠支持非常多的幾何格式，但是也不排除有悲劇的事情發(fā)生對(duì)不，萬(wàn)一你創(chuàng)建的幾何模型人家就是不支持呢？

計(jì)算網(wǎng)格劃分
網(wǎng)格劃分一直都是CFD計(jì)算過(guò)程中比較熱門(mén)的話題，人們也常常習(xí)慣于將計(jì)算過(guò)程中發(fā)生的種種問(wèn)題都?xì)w結(jié)到網(wǎng)格身上，雖然很多時(shí)候往往是人的問(wèn)題。但是網(wǎng)格在計(jì)算過(guò)程中的作用的確非常重要，其影響計(jì)算精度和收斂性。在CFD應(yīng)用過(guò)程中，可以利用專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)格生成工具創(chuàng)建網(wǎng)格。

計(jì)算模型選擇及參數(shù)設(shè)置
選擇什么樣的計(jì)算模型，一般在問(wèn)題規(guī)劃過(guò)程中已經(jīng)確定好了，但是模型選擇之后還需要設(shè)置與模型相關(guān)的參數(shù)，不同的物理模型涉及到的參數(shù)也不同，因此這方面如果想要做好的話，則需要去理解物理模型背后的數(shù)學(xué)物理原理。

物性參數(shù)設(shè)置
需要指定哪些物性參數(shù)，有時(shí)候也是和物理模型相關(guān)的。通常單純的流動(dòng)問(wèn)題，只需要指定流體的粘度和密度即可；若涉及到傳熱，則需要額外指定比熱及熱膨脹系數(shù)。因此

邊界條件及初始條件指定
很重要的內(nèi)容，通常情況下直接決定了計(jì)算結(jié)果的正確與否，而且很多時(shí)候還會(huì)影響到計(jì)算收斂性和穩(wěn)定性。需要按照實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。

離散算法指定
決定了計(jì)算的精度和收斂快慢。

計(jì)算控制參數(shù)指定
如殘差標(biāo)準(zhǔn)、迭代次數(shù)、時(shí)間步長(zhǎng)等等參數(shù)的指定。

當(dāng)上述步驟都做完了之后，就可以啟動(dòng)求解器進(jìn)行迭代計(jì)算了。計(jì)算完畢后進(jìn)行后處理。OpenFOAM如果作為一款CFD軟件來(lái)使用的話，同樣也是按照以上的工作流程來(lái)進(jìn)行。

2 最簡(jiǎn)單的OpenFOAM案例

以O(shè)penFOAM提供的測(cè)試案例來(lái)描述OpenFOAM工程文件的組織形式，此案例是OpenFOAM提供的。

啟動(dòng)終端terminal
執(zhí)行命令從OpenFOAM實(shí)例文件中拷貝cavity文件夾到當(dāng)前路徑下

cd $FOAM_RUN
cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/icoFoam/cavity/cavity .

執(zhí)行命令生成計(jì)算網(wǎng)格

blockMesh

執(zhí)行命令進(jìn)行計(jì)算

icoFoam

進(jìn)行后處理

paraFoam

自動(dòng)啟動(dòng)ParaView軟件進(jìn)行后處理。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【一起学OpenFOAM】03 OpenFOAM基本使用流程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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