openfoam中计算patch到面积

最新推荐文章于 2022-12-03 18:47:54 发布

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本文详细介绍了在OpenFOAM中如何通过编程方法计算特定边界面(patch)的面积，包括初始化边界面ID、访问面参数及计算总面积的过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

openfoam中计算patch到面积

label patchID = mesh.boundaryMesh().findPatchID("walls");

const polyPatch& cPatch = mesh.boundaryMesh()[patchID];

const surfaceScalarField& magSf = mesh.magSf();

scalar patchArea = 0.0;
forAll(cPatch,faceI)
{
patchArea += magSf.boundaryField()[patchID][facei];
}

Info << "Patch Area " << patchArea << endl;

参考文献

http://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-solving/59251-how-access-faces-patch.html

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OpenFOAM代码

高处不胜寒

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01-08

3279

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2468

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04-08

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5007

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openfoam学习心得——openfoam编程重新学 1、OpenFOAM编程入门：setRootCase都干了些啥？ https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDU5NzI2MQ==&mid=2386311098&idx=1&sn=44820dbad31e66463542b25991cef1ee&mpshare=1&scene=23&srcid=0514YYARVloac2KsegO9MSjg&sharer_sha

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openfoam中这行代码能实现什么功能：postProcess -func "patchIntegrate(name=inlet,phi)" -latestTime

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<think>我们正在讨论OpenFOAM中的postProcess命令，特别是结合patchIntegrate函数的使用。用户询问的是关于`postProcess-funcpatchIntegrate`在计算入口(inlet)的流量(phi)在最近时间步(latestTime)的积分值的具体使用说明和功能解释。###功能解释`patchIntegrate`是OpenFOAM中的一个后处理函数，用于计算某个边界面上指定场量的面积分。具体到用户的问题，命令`postProcess-funcpatchIntegrate`将执行以下操作：1.**指定边界**：通过参数指定边界名称（如`inlet`）。2.**指定场量**：计算指定场量（如`phi`，代表质量通量或体积通量）在边界上的积分。3.**时间选择**：使用`-latestTime`选项表示计算最近时间步的结果。因此，该命令的功能是计算入口边界(`inlet`)上通量场(`phi`)的面积分，即通过入口边界流入或流出的总流量（体积流量或质量流量，取决于`phi`的定义）。在不可压缩流中，`phi`通常表示体积通量（单位为$m^3/s$），因此积分结果就是体积流量；在可压缩流中，`phi`通常表示质量通量（单位为$kg/s$），积分结果为质量流量。###使用说明具体命令格式如下：```bashpostProcess-func"patchIntegrate(name=<patchName>,field=<fieldName>)"-latestTime```对于用户的需求（计算入口边界`inlet`的`phi`在最近时间步的积分），命令应写为：```bashpostProcess-func"patchIntegrate(name=inlet,field=phi)"-latestTime```####参数说明：-`name=<patchName>`：指定边界名称，例如`inlet`。-`field=<fieldName>`：指定要积分的场量，例如`phi`（通量场）。-`-latestTime`：仅计算最近时间步的数据。若不指定，则默认计算所有时间步。####输出结果：命令执行后，会在对应时间步的目录下生成一个文件，文件名为`<fieldName>_patchIntegrate_<patchName>.dat`（例如`phi_patchIntegrate_inlet.dat`）。该文件包含两列：第一列为时间，第二列为积分值。###注意事项1.**场量单位**：积分结果的单位取决于`phi`的单位。在不可压缩流求解器中（如`icoFoam`），`phi`的单位是$m^3/s$，因此积分结果就是体积流量（$m^3/s$）；在可压缩流求解器中（如`rhoSimpleFoam`），`phi`的单位是$kg/s$，积分结果就是质量流量。2.**符号约定**：在OpenFOAM中，边界法向由网格内部指向外部。因此，流入的流量为负值，流出的为正值。如果需要流入为正，可以在后处理中取负号，或者调整边界法向方向。3.**多相流**：在多相流中，`phi`可能代表某一相的通量，需要根据具体情况选择场量。###示例假设我们有一个不可压缩流的算例，入口边界名为`inlet`，我们计算最近时间步通过入口的体积流量：```bashpostProcess-func"patchIntegrate(name=inlet,field=phi)"-latestTime```执行后，在时间目录（如`1.5`）下生成文件`phi_patchIntegrate_inlet.dat`，内容可能为：```0.50.1```表示在时间0.5秒时，通过入口的净体积流量为0.1$m^3/s$（正值表示流出，负值表示流入）。§§相关问题§§1.如何计算多个边界的总通量？2.如何将`patchIntegrate`的结果用于流量监控或自动调整边界条件？3.在OpenFOAM中，除了`patchIntegrate`，还有哪些常用的后处理函数可以用于边界积分？4.如何计算边界上的平均通量（即通量除以面积）？</think>### OpenFOAM `postProcess -func patchIntegrate` 使用说明 #### 功能解释 `postProcess -func patchIntegrate` 是 OpenFOAM 中用于计算**边界面上指定场量的面积分**的工具： 1. **核心功能**：对指定边界（patch）上的标量/矢量场进行面积分计算，输出积分值 2. **应用场景**： - 计算通过边界的质量/体积流量（如入口流量 $Q = \iint_{\text{patch}} \phi \, dA$） - 计算边界上的总力/总热通量 - 监测特定边界的物理量总和 3. **物理意义**：对于通量场 $\phi$，其积分值 $\Phi = \iint_{\text{patch}} \phi \, dA$ 表示通过该边界的总流量（单位：$m^3/s$ 或 $kg/s$） #### 针对 `inlet phi latestTime` 的命令解析 ```bash postProcess -func "patchIntegrate(name=inlet, field=phi)" -latestTime ``` - **`name=inlet`**：指定边界名称（需与 `constant/polyMesh/boundary` 定义一致） - **`field=phi`**：计算通量场 $\phi$（体积通量场） - **`-latestTime`**：仅处理最新时间步的数据 #### 输出结果命令执行后生成数据文件： ``` <timeDirectory>/phi_patchIntegrate_inlet.dat ``` 文件格式示例： ``` # Time patchIntegrate(phi) 0.5 0.1234 # 时间0.5s时通过inlet的总流量 1.0 0.5678 ``` #### 使用示例 1. **计算入口体积流量**： ```bash postProcess -func "patchIntegrate(name=inlet, field=phi)" -time "0.1,0.5" ``` 2. **计算出口质量流量**（需先创建 $\rho\phi$ 场）： ```bash postProcess -func "patchIntegrate(name=outlet, field=rhoPhi)" ``` 3. **监控实时流量**（结合 `controlDict` 定时执行）： ```controlDict functions { inletFlow { type patchIntegrate; patch inlet; field phi; executeControl timeStep; writeInterval 10; } } ``` #### 注意事项 1. **边界验证**：确保 `inlet` 存在于 `boundary` 文件且类型为 `patch` 2. **场量存在**：确认 $\phi$ 场在指定时间步存在（检查 `timeDirectory/phi`） 3. **符号约定**：OpenFOAM 中 $\phi$ 的符号基于面法向方向（流入为负，流出为正） 4. **单位系统**：结果单位取决于 $\phi$ 的定义（通常 $\phi$ 为 $[m^3/s]$ 或 $[kg/s]$） > 流量计算原理：$\Phi = \sum_{f \in \text{patch}} (\phi_f \cdot A_f)$，其中 $A_f$ 为面面积[^1]