Simple, Piso, Icofoam等不可压求解器

OpenFOAM不可压求解器介绍
最新推荐文章于 2024-05-24 20:21:30 发布
原创 最新推荐文章于 2024-05-24 20:21:30 发布 · 5.3k 阅读 · 17 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#OpenFOAM

本文探讨了OpenFOAM中四个不可压求解器——Simple、PISO、icofoam和Pimple的差异。Simple算法不涉及时间信息，PISO用于瞬态问题，icofoam可能基于PISO但存在微小差异，而Pimple结合了SIMPLE和PISO的优点，允许使用大时间步。PISO内的速度更新与时间推进的关系仍有待深入理解。

首先三者求解的方程略有不同
icofoam中的方程：

∇⋅(u)=0

最低0.47元/天 解锁文章
【深度学习驱动流体力学】pisoFoam求解器与湍流
源代码杀手的博客
06-23 534
pisoFoam是基于有限体积法的求解器，专门用于求解压力隐式分裂算法（Pressure Implicit with Splitting of Operators, PISO）格式的可压缩流体动力学问题。它广泛应用于工业和学术界，适用于各种流动情况，包括湍流流动和非湍流流动。可压缩流体和不可压缩流体是流体力学中两种基本的流体模型，它们在描述流体运动时有着重要的区别和应用。
OpenFOAM不可压求解器pimpleFoam研究（一）粘度实现
陈十七的博客
01-26 6888
本文讲解pimpleFoam等有处理湍流粘度的不可压求解器的粘度项，并给出引用nu的一个写法。
icoFoam
qq_28083709的博客
12-28 694
#icoFoam 标题 写给自己看的，主要是一些看到的总结 基于OpenFoam5.x版本，但是貌似of-x和of-vxxxx大体上差不多，但是跟extend差得比较多 参考：ref1以及其相关资料 icoFoam.C #include "fvCFD.H" #include "pisoControl.H" // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * // int main(int argc, c
icoFoam学习笔记
11-06
icoFoam 求解器名称 |-createFields.H 场变量的声明和初始化 ————————————————————————————————————————————— Info<< "Reading transportProperties\n" << endl; //屏幕提示读入参数控制文件，等价于 C++中std::cout //声明属性字典类对象，该对象由 constant 文件夹下的“transportProperties”初始化创建。 IOdictionary transportProperties ( IOobject //其实IOobject，顾名思义就是输入输出对象，它完成的是一个桥梁的作用，即连接要构造的类及硬盘中的相应文件。这可以通过其成员函数objectStream()了解到，当完成了“搭桥”之后，便可通过这一成员函数返回硬盘文件对应的输入流，从而从输入流中读入将要构造的类的相关信息// ( "transportProperties", // 文件名称 runTime.constant(), // 文件位置，case/constant mesh, // 网格对象 IOobject::MUST_READ_IF_MODIFIED, //如果更改，必须读入 IOobject::NO_WRITE // 不对该文件进行写操作 ) ); //字典查询黏性，以便初始化带有单位的标量 dimensionedScalar nu ( transportProperties.lookup("nu") ); //屏幕提示创建压力场 Info<< "Reading field p\n" << endl; //创建压力场 volScalarField p //声明一个带单位的标量场,网格中心存储变量。 ( IOobject // IOobject主要从事输入输出控制 ( "p", // 压力场初始文件名称 runTime.timeName(), // 文件位置，由case中的system/controlDict中的startTime控制 //
openfoam学习心得—icoFoam、simpleFoam、pimpleFoam
weixin_43651242的博客
05-09 6243
openfoam学习心得—icoFoam、simpleFoam、pimpleFoam MRF：relates to rotating framework turbulence->divDevReff(U):返回包含涡粘性系数的拉普拉斯项fvmartic turbulence->correct（）：速度修正后，用来修正该时刻的湍流量 pimpleFoam–大步长求解器，可以不满足库朗数小于1 研发埠课程：课时23：icoFoam求解器代码解读-3 --有讲解 icoFoam：准DNS，瞬态求解器，
OpenFOAM学习笔记_01_icoFoam理解
meiguanhua的博客
02-05 3709
OpenFOAM所提供的icoFoam求解器，所求解的是非定常不可压缩层流流动问题（连续方程+不可压缩Navier-Stokes方程），其使用PISO算法来解耦速度与压力。
pimpleFoam求解器 vs simpleFoam求解器 vs pisoFoam求解器 vs icoFoam
asd165654的博客
07-06 1520
翻译自：CFD-online 帖子地址：http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/68072-pimplefoam-vs-simplefoam-vs-pisofoam-vs-icofoam.html phisieh2005： 大家好， 谁能给我解释一下pimpleFoam，simpleFoam，pisoFoam和ico...
openFOAM编程日志_单相不可压缩流动2020edition2.5.pdf
03-23
总结来说，该文档主要针对CFD初学者，详细介绍了openFOAM软件中单相不可压缩流动的CFD算法基础，包括有限体积法离散、控制方程推导、压力速度耦合算法等，并通过具体的求解器代码解析帮助理解算法在实际中的应用。
2.2 SIMPLE系列算法 | 2.3 PISO算法（OpenFOAM理论笔记系列）
CloudBird07的博客
07-31 1万+
2.2 SIMPLE系列算法 2.2.1标准SIMPLE算法 SIMPLE算法(Semi-Implicit Method for PressureLinked Equations)1最初被设计用来求解稳态问题，即控制方程中不包含瞬态项的计算。按照1.3.3节的约定，我们假设计算开始的时候有初始的压力和速度值Po,Uo⃗P^o,\vec{U^o}Po,Uo,待求的真值为Pn,Un⃗P^n,\vec{U^n}Pn,Un。实际上，速度的初始值可以完全随意给定，因为我们完全首先可以将初始压力带入式2.1解出一个速度
关于PISO求解的一些理解
imastrid的博客
01-14 1690
发现网上没有很好的总结，所以我自己总结了一下现在的理解如下图： 去推导一遍压力泊松方程就基本明白了。另外由于本NS方程还考虑了曳力，所以HbyA多了一项和曳力有关。同时还得考虑是两相，所以还有一些和voidfraction的操作。 我也突然明白了PISO的动量预测并没有考虑压力的变化，直接求解了一个U，因此它求的U用来算下面的2.10的一部分。但除了U，还得考虑曳力，所以式2.10=phiGes=phi+曳力部分。根据式子也是可推导出它确实需要这么算。 这是对于最简单的压力泊松公式。来源于另一
icoFoam离散过程的描述
11-06
icoFoam 的动量方程形式： 对这个动量方程的左右两边进行有限体积积分得到： 对于方程的每一项分别离散得到： 1） （1） 2） （2） 3） （3） 4） （4） 1.相关项的描述 现在分别对上面的四个方程应用OpenFOAM中的相应代码描述为： UEqn(fvm::ddt(U) + fvm::div(phi,U) + fvm::laplacian(nu,U)) 分别用eclipe跟踪其中的每一项其代码片段分别为： ·1）时间项： Fvm::ddt(U)，在fvSchme中选择Euler离散，相应的调用EulerDdtScheme类中的函数： 代码片段为： template tmp<fvMatrix > EulerDdtScheme::fvmDdt ( const GeometricField& vf ) { tmp<fvMatrix > tfvm ( new fvMatrix ( vf, vf.dimensions()*dimVol/dimTime ) );
非定常流动计算的PISO算法_王彤.pdf
12-04
与SIMPLE 算法比较, PISO 算法有其计算非定常流动的优势。本文针对非交错网格下PISO 算法提出改进, 简化其求解过程, 使其计算步骤统一。斯托克斯第二问题计算结果比较, 说明在非交错网格下改进后PI SO 算法比SIMPLE 算法更适宜于非定常流动的计算, 并可应用于叶轮机械内部动静耦合非定常流动的数值求解中。
icoFoam代码解析
CloudBird07的博客
04-10 3722
icoFoam代码解析 icoFoam是OpenFOAM最基础的求解器之一，想要以OpenFOAM为基础进行二次开发的同学必须对icoFOAM的代码有所了解。关于此部分内容，由于篇幅限制，更多内容可以参考本博文对应的资源"OpenFOAM编程日志，单相不可压缩流动"或去本人的优快云资源空间搜索下载。 /*----------------------------------------------...
icoFoam源码解析（附测试用的源代码文件）
BeanChai的博客
05-24 1145
本文基于多篇icoFoam解析的文章，做了一些补充以供参考。 本文给出的源代码中包含了大量测试命令，便于大家边运行边学习，提高学习效率。 为不污染OpenFOAM源代码，单独将icoFoam源码提取出来并重命名为icoFoam_learn，方便大家使用。
Fluent求解器——SIMPLE、SIMPLEC、PISO与Coupled算法
热门推荐
Ronko_G的博客
04-19 5万+
介绍了Fluent的压力基求解器的四种算法以及他们的区别。
icoFoam主程序代码分析
寒冰彻骨的博客
06-21 2255
icoFoam主程序代码分析 在分析这一部分代码之前，需要先了解该求解器的控制方程以及其基本离散格式，具体可参考东岳老师的网站： 在理解了icoFoam求解器所要解决的问题以及相应方法后，需要对主程序代码做进一步分析：本文参考了[openfoamwiki.net]和CloudBird07的文章做了进一步整理。 // 头文件，通常位于main函数前，包含了程序所需的类的定义 #include "fvCFD.H" #include "pisoControl.H" // * * * * * * * * *
PISO、SIMPLE算法对比分析
寒冰彻骨的博客
07-13 7348
本文对对PIMPLE算法进行具体分析。
SIMPLE、PISO 、PIMPLE算法浅析
寒冰彻骨的博客
07-06 2万+
为了求解Navier-Stokes方程，往往需要解耦速度场和压力场的耦合方程组。 OpenFOAM 的求解器大多使用 PISO 或者 SIMPLE 算法，或者二者的结合体 PIMPLE 算 法。这些算法一般采用预测-校正策略，通过迭代的方式将速度和压力的计算解耦。 PISO 以及 PIMPLE 算法用来处理非稳态问题，SIMPLE 算法用来处理稳态问题。 1.SIMPLE 算法 上图为SIMPLE 算法的流程图，其求解步骤一般如下: 1.检查是否达到收敛-simple.loop() 2.使用动量预测器-U
OpenFOAM——SIMPLE,PISO,PIMPLE
qq_45682183的博客
02-24 666
OpenFOAM-SIMPLE & PISO&PIMPLE
openfoam 中icofoam的PISO 算法介绍
最新发布
04-16
<think>嗯，用户想了解OpenFOAM中icoFoam的PISO算法原理和使用方法。首先，我需要回忆一下PISO算法的基本概念。PISO是Pressure-Implicit with Splitting of Operators的缩写，主要用于瞬态不可压缩流的求解，对吧？它和SIMPLE算法有什么不同呢？SIMPLE通常用于稳态问题，而PISO适用于瞬态情况，因为它在每个时间步内多次修正压力和速度，以提高精度。 接下来，icoFoam是OpenFOAM中用于瞬态不可压缩层流的求解器，基于PISO算法。用户可能需要知道PISO在icoFoam中的具体实现步骤。我记得PISO循环通常包括预测速度、求解压力方程、修正速度等步骤。在代码层面，可能需要查看icoFoam的源代码，特别是UEqn.H和pEqn.H这些文件。 然后，用户可能想知道如何使用icoFoam，比如设置边界条件、时间步长控制等。例如，在controlDict中设置时间步长deltaT，以及在fvSchemes中选择合适的离散格式，比如Gauss线性离散。此外，压力方程的求解器设置也很重要，通常使用PCG或GAMG预条件器。 还需要注意PISO循环的次数，即nCorrectors参数，这会影响计算的收敛性。如果用户的问题收敛困难，可能需要调整这个参数或者检查网格质量。另外，在瞬态模拟中，时间步长不能太大，否则会影响Courant数，导致计算不稳定。Courant数应该小于1，尤其是在显式对流项处理的情况下。 用户的问题可能还涉及到如何处理移动网格，不过icoFoam一般是固定网格，如果是动网格可能需要其他求解器。此外，边界条件的正确设置对压力修正很关键，特别是固定流量或压力出口的情况，可能需要特殊处理，比如使用zeroGradient或者fixedValue。 还要考虑是否需要提及PISO算法在非正交修正网格上的处理，比如使用Rhie-Chow插值来防止压力震荡。这部分可能在OpenFOAM的代码中已经默认处理了，但用户需要了解其原理以避免数值问题。 最后，生成相关问题时，应该覆盖PISO的原理、参数调整、收敛性、与其他算法的对比，以及常见问题的解决方法。比如如何选择离散格式，时间步长的设置，边界条件的影响，以及如何验证模拟结果是否正确。</think>### OpenFOAM中icoFoam的PISO算法解析 #### 1. 算法原理 PISO（Pressure-Implicit with Splitting of Operators）算法是专为**瞬态不可压缩流动**设计的压力-速度耦合求解方法。其核心步骤为： 1. **动量预测**：求解动量方程得到预测速度场$U^*$ $$ \frac{\partial U}{\partial t} + \nabla \cdot (UU) - \nu \nabla^2 U = -\nabla p $$ 2. **压力修正**：通过连续性方程构造压力泊松方程 $$ \nabla \cdot \left( \frac{1}{A_p} \nabla p \right) = \nabla \cdot U^* $$ 3. **速度修正**：利用新压力场更新速度 $$ U^{**} = U^* - \frac{1}{A_p} \nabla p $$ 4. **循环迭代**：重复压力-速度修正步骤（由`nCorrectors`参数控制） 与SIMPLE算法相比，PISO通过增加修正次数保证瞬态计算的精度，但**不进行亚松弛处理**[^1]。 #### 2. 代码实现关键 在icoFoam中，PISO流程通过以下文件实现： - `UEqn.H`：构建动量方程 - `pEqn.H`：构建压力方程 ```cpp // pEqn.H片段示例 while (piso.correct()) { fvScalarMatrix pEqn(fvm::laplacian(1/A, p) == fvc::div(phi)); pEqn.solve(); phi -= pEqn.flux(); } ``` #### 3. 关键参数设置 在`system/controlDict`中： ```bash PISO { nCorrectors 2; // 压力修正次数 nNonOrthogonalCorrectors 1; // 非正交修正次数 } ``` 在`system/fvSchemes`中需选择： - 时间离散：Euler/CrankNicolson - 对流项离散：Gauss upwind/linear #### 4. 使用要点 1. **时间步控制**：需满足CFL条件$Co = \frac{U\Delta t}{\Delta x} < 1$ 2. **边界条件**： - 压力场：固定值入口/出口，零梯度壁面 - 速度场：无滑移壁面，固定流量入口 3. **收敛判断**： - 监测残差曲线（使用`foamMonitor`工具） - 检查质量守恒（`div(phi)`量级） #### 5. 典型问题处理 | 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 | |---------|---------|---------| | 压力震荡 | 非正交修正不足 | 增加nNonOrthogonalCorrectors | | 发散 | 时间步过大 | 减小deltaT，降低CFL数 | | 质量不守恒 | 通量phi未更新 | 检查pEqn中的phi -= pEqn.flux() | [^1]: OpenFOAM C++ Source Code Guide中明确说明icoFoam采用标准PISO算法实现压力-速度耦合。 [^2]: 东岳流体动力学博客指出PISO修正次数通常设置为2-3次即可满足大部分瞬态计算需求。 相关问题
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值