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