CFD软件的使用无非通过3个基本步骤：前处理，CFD计算，后处理

(资料图片)

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。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binarywriteFormat 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 6;//在求解过程中是否允许修改以上参数runTimeModifiable yes;

方程求解方法的选择：

文件为system/fvSolution，典型的文件为

//文件头FoamFile{ version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSolution;}// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

solvers //方程求解器{ p PCG //压力采用预条件共轭梯度法（主要用于求解对称矩阵） { preconditioner DIC; //预测器,对角不完全Cholesky方法 tolerance 1e-06; //参差 relTol 0; //迭代容差 };

U PBiCG //速度采用预条件双共轭梯度法（主要用于反对称矩阵） { preconditioner DILU; //预测器，对角不完全LU tolerance 1e-05;//残差 relTol 0; //迭代容差 };}

PISO //piso控制参数{ nCorrectors 2;//修正次数 nNonOrthogonalCorrectors 0;//非正交修正次数 pRefCell 0;//压力参考cell的index pRefValue 0;//压力参考值}如果对求解器不明白，可以参看相关理论，或者直接找到一个差不多的case进行复制。

离散格式的选择：

文件：system/fvSchemes，典型文件

//文件头FoamFile{ version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSchemes;}// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ////非稳态格式ddtSchemes{ default Euler; //默认采用欧拉离散，其他格式以后介绍}

gradSchemes //梯度离散{ default Gauss linear;//梯度离散采用高斯方法，线性插值 grad(p) Gauss linear; //压力的梯度离散}

divSchemes //散度离散{ default none; //散度的离散（必须指定没有默认值） div(phi,U) Gauss linear;//对流项离散，高斯理论，采用线性插值}

laplacianSchemes //拉普拉斯项离散{ default none; //拉普拉斯项离散，必须指定 laplacian(nu,U) Gauss linear corrected; //扩散项离散采用高斯理论，采用线性插值，并带有非//网格正交修正 laplacian((1|A(U)),p) Gauss linear corrected;//压力方程离散采用高斯理论，线性插值，带有非//网格正交修正}

interpolationSchemes //插值格式{ default linear; //默认线性插值 interpolate(HbyA) linear;//线性插值}

snGradSchemes//梯度发法向分量{ default corrected;//默认带有非正交修正}

fluxRequired //是否计算流律{ default no; //默认不计算 p;//压力需要计算，因为需要利用压力流律修正速度}

CFD计算：

设定上述参数后，直接在case文件中，在控制台中输入相应求解器的名字即可。如果参数设置有误，会得到提示。

后处理：

openfoam推荐的后处理软件为paraview，当然你可以运用foamToTecplot功能将其转换为tecplot格式运用tecplot进行处理，或者运用foamDataToFluent转化为fluent格式进行后处理，所有支持的转化在/OpenFOAM-1.5/applications/utilities/postProcessing/dataConversion文件夹中。

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