OpenFOAM 使用技巧总结

本文总结了OpenFOAM的高级应用技巧,包括矢量数组的初始化、链表的生成与初始化、避免循环的方法、分段函数的实现、并行计算的处理、网格操作、矢量场方向组分的获取等,提供了详细的代码示例和实用建议。

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OpenFOAM使用技巧总结(持续更新2019.01.06)

  1. 矢量数组可以新建为矢量列表形式,初始化方法为:
    List<vector> a = (n,vector::zero)
    vector a(vector::zero)
  2. 生成不同数据类型的链表并初始化:
#include"Tuple2.H"
	List<Tuple2<label, List<scalar>>> complexData(100);
	forAll(complexData, i)
        {
            complexData[i].first() = rndGen.integer(0, Pstream::nProcs()-1);
            complexData[i].second().setSize(3);
            complexData[i].second()[0] = 1;
            complexData[i].second()[1] = 2;
            complexData[i].second()[2] = 3;
        }
  1. 尽量避免循环。
    例如:如果需要定义一个分段函数,可以利用posneg函数:
v = a, if x < b
v = c if x > b
// can be coded as 
volScalarField v = neg(x - b)*a + pos(x-b)*c;
  1. 多进程可以使用Sout或者Pout输出全部数据
  2. dictionary中读取vectorscalar不同:
    例如:
vector U1(dict.lookup("U1"));
scalar r1(readScalar(dict.loocup("r1")));

对于label读取没有专门函数,可以以scalar类型读取后进行强制类型转换;

  1. 对于并计算:
    Foam::gSum(a)可以获取不同进程中场a的加和;
    Pstream::nProcs()获取并行的进程数;
    Pstream::myProcNo()获取当前的进程数

  2. 对于已经画好的网格需要在某个方向平移,或者放大缩小可以采用transformPoints操作:

transformPoints -scale "(1 1 0.5)" 		//z方向网格点缩小0.5倍
transformPoints -translate  "(0 0 0.5)"	//z方向整体向上平移0.5 
  1. 返回某一网格的8个顶点坐标:出自cfd-online,亲测有效
const faceList & ff = mesh.faces();
const pointField & pp = mesh.points();

forAll ( mesh.C(), celli)
{
    const cell & cc = mesh.cells()[celli];
    labelList pLabels(cc.labels(ff));
    pointField pLocal(pLabels.size(), vector::zero);

    forAll (pLabels, pointi)
           pLocal[pointi] = pp[pLabels[pointi]];
}
  1. BiCGStab solver in OpenFOAM (收敛性更佳,适合rotating meshes)出自cfd-online

求解器网站:地址,

注意:运行makeLib.sh(OpenFOAM-x.x.x/FoamFourierAnalysis/fftw-3.3.3/文件夹下configure加执行权限)。

  1. 输出错误并跳出执行(多用于程序调试过程中)
FatalErrorIn("main.cpp pressure is unregular")
    << abort(FatalError);
  1. 使用rhoPimpleFoam求解器出现棋盘效应时可以通过检查残差曲线,检查计算是否收敛,若未收敛,可以通过增加system/fvSolution下PIMPLE子文件中求解循环次数来解决。
  2. 获取矢量场的一个方向组分值:
volScalarField Ux
(
 		IOobject
 		(
 			"Ux",
 			runTime.timeName(),
 			mesh,
 			IOobject::NO_READ,
 			IOobject::AUTO_WRITE
 			),
 			U.component(vector::X)
 );
  1. 获取某一边界的压力及面积:
label patchId = mesh.boundaryMesh().findPatchID("inlet");
if(patchId == -1){
      FatalErrorIn("main.cpp the patch name 'in' was not founded")
            << abort(FatalError);
      }
const scalarField p_inlet = p.boundaryField()[patchId];
const scalarField area_face_inlet = mesh.magSf().boundaryField()[patchId];
  1. 写出某些patch
IOField<vector> cfOut
(
    IOobject
    (
        "cf",
        mesh.time().timeName(),
        mesh,
        IOobject::NO_READ,
        IOobject::NO_WRITE
    ),
    mesh.Cf().boundaryField()[ patchID ]
);

cfOut.write();

参考自cfd-online

  1. 将xy平面旋转至xz平面
rotateMesh “(0 1 0)” “(0 0 1)”
  1. 显示polyMesh/sets/里边的faceList
foamToVTK -faceSet nonOrthoFaces -time 0
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