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openfoam学习笔记2

2023-05-19 09:48 作者:冷寒缘  | 我要投稿

后处理

OpenFOAM中的postProcess可以调用大量的函数来进行数据处理

postProcess -list

  • CourantNo(输出库朗数)

  • Lambda2(输出Lambda2)

  • MachNo(输出马赫数)

  • PecletNo(输出Peclet数)

  • Q(计算速度梯度第二不变量)

  • Qdot(计算并输出当前燃烧模型的放热率)

  • R(计算雷诺应力张量场)

  • XiReactionRate(写入湍流火焰速度以及反应速率体标量场)

  • add(添加场)

  • age(计算并写出粒子从入口到位置所需的时间)

  • boundaryProbes(输出场在某patch 上指定位置的值)

  • cellMax(对于一个或多个场,输出最大的值)

  • cellMin(对于一个或多个场,输出最小的值)

  • components(写入矢量场的分量)eg.postProcess -fun “component(U)”

  • ddt(计算场的时间导数)

  • div(计算场的散度)

  • dsmcFields(从DSMC计算结果中提取UMean、translationalT、internalT以及overallT)

  • enstrophy(计算场的涡度拟能)

  • faceMax(对于一个或多个场,输出面上最大的值)

  • faceMin(对于一个或多个场,输出面上最小的值)

  • faceZoneAverage(计算 faceZone 上一个或多个场的平均值)

  • fieldAverage(计算并写入给定场的时间平均值)

  • flowRateFaceZone(计算patch 特定面区域的流量。有可能是体积通量,也有可能是质量通量)

  • flowRatePatch(计算patch 的流量。有可能是体积通量,也有可能是质量通量)

  • flowType(输出速度场类型,-1表示有旋流;0表示剪切流;+1表示其他类型流动)

  • forceCoeffsCompressible(对于可压缩求解器,通过对某patch 上的力进行加和汇总计算升力、压力、矩系数)

  • forceCoeffsIncompressible(对于不可压缩求解器,通过对某patch 上的力进行加和汇总计算升力、压力、矩系数)

  • forcesCompressible(对于可压缩求解器,计算某patch 上的压力以及粘性力)

  • forcesIncompressible(对于不可压缩求解器,计算某patch 上的压力以及粘性力)

  • grad(计算场的梯度)

  • interfaceHeight(对于一系列的点,输出界面的高度。这个高度是在这个点上,界面和壁面的垂直距离)

  • internalProbes(写出内插到指定点云的字段值)

  • log(计算指定标量场的自然对数)

  • mag(对矢量进行操作提取矢量分量以及模的大小)

  • magSqr(计算场的模的平方)

  • minMaxComponents(通过非标量的形式,输出最大最小值以及位置)

  • minMaxMagnitude(通过非标量的形式,输出最大最小值的模以及位置)

  • particles(跟踪由连续相流驱动的包云)

  • patchAverage(计算patch中一个或多个场的平均值)

  • patchIntegrate(计算一个patch中一个或多个场的曲面积分)

  • phaseMap(写入相位分数图域alpha.map,每个相位的数值范围递增,例如,水的数值为0,空气为1,油为2)

  • phaseScalarTransport(在多相模拟的一个阶段内求解标量场的输运方程)

  • pressureDifferencePatch(计算两个patch 的平均压力差)

  • pressureDifferenceSurface(将压力插值在三角面并计算平均压力差)

  • probes(输出场在指定位置距离最近的网格单元的值)

  • randomise(对场添加随机分量,扰动量可以指定)

  • residuals(对于指定场,输出每个时间步迭代的初始残差。对于矢量场,输出最大的分量)

  • scalarTransport(求解标量场传输方程)

  • scale(对场进行缩放)

  • shearStress(计算剪应力,输出数据为 volSymmTensorField)

  • singleGraph(提取某一条线上的数据)

  • staticPressure(通过指定的密度计算动压)

  • stopAtClockTime(当达到指定的时钟时间(以秒为单位)时,停止运行,并在停止前可选择写入结果)

  • stopAtFile(当文件stop在case目录中被创建时,停止运行)

  • streamFunction(计算网格点的流函数;计算面通量)

  • streamlines(通过VTK 格式输出流线数据)

  • subtract(从某个场中减去某个场的值)

  • surfaces(通过VTK 格式输出切割面、等值面等)

  • time(写入运行时间、CPU 时间、钟表时间)

  • totalEnthalpy(计算并写入总焓作为 volScalarField)

  • totalPressureCompressible(计算可压缩求解器的总压)

  • totalPressureIncompressible(计算不可压缩求解器的动力总压)

  • turbulenceFields(计算给定的湍流场)

  • turbulenceIntensity(计算湍流强度场)

  • volFlowRateSurface(计算三角面的体积通量,速度的计算采用对面表面进行插值并积分。建议三角的面积足够小)

  • vorticity(计算涡量场,例如速度的旋度)

  • wallHeatFlux(计算壁面热通量,输出体矢量场)

  • wallHeatTransferCoeff(计算边界场的壁面换热系数)

  • wallShearStress(计算壁面剪切力,输出体矢量场)

  • writeCellCentres(通过体矢量场的方式输出网格体心矢量)

  • writeCellVolumes(通过体标量场的方式输出网格单元体积)

  • writeObjects(输出某些特定场)

  • writeVTK(以 VTK 格式写出指定的对象)

  • yPlus(计算湍流的y+)

网格非均匀分布

自己体会

时间步的调整

当使用一个非均匀网格的时候,blockMesh会计算网格大小。如果设置长度为l,内置n个网格单元,最末端和起始端网格比为R,那么最小的网格大小为:

%5Cdelta%20x%3Dl%5Cfrac%7Br-1%7D%7B%5Calpha%20r%20-1%7D

r是相邻网格单元的大小比:

r%3DR%5E%7B%5Cfrac%7B1%7D%7Bn-1%7D%7D

且有:

%5Calpha%20%3D%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Bmatrix%7DR%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7DR%3E1%20%20%5C%5C1-r%5E%7B-n%7Dr%5E%7B-1%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7D%5Ctext%7B%20%7DR%3C1%20%5Cend%7Bmatrix%7D%5Cright.

库朗数:(需要保证库朗数小于1)

Co%3D%5Cfrac%7B%5Cdelta%20t%5Cleft%7CU%5Cright%7C%7D%7B%5Cdelta%20x%7D

映射场数据

算例文件夹下

mapFields <路径> -consistent

复制算例

openfoam可以采用foamCloneCase命令进行算例复制,默认情况拷贝0文件夹,通过指定-latestTime可以拷贝最新的文件夹作为新算例的初始场

foamCloneCase -latestTime <旧文件夹名> <新文件夹名>

eg.foamCloneCase -latestTime cavity cavityHighRe

运行算例

后台运行

nohup nice -n 19 icoFoam > log.icoFoam &

nohup当用户户退出登陆的时候,这个程序依然会继续运行 nice 调整进程优先级,-20 对应最高优先进程,19 对应最低优先进程

高雷诺数流动

$FOAM_RUN/tutorials/incompressible/pisoFoam/RAS 的cavity 算例

Reynolds-Average Simulation(RAS)湍流模型

附带壁面函数的标准k-%5Cvarepsilon%20模型来求解,0文件夹下出现两个新变量k:湍流动能场,%5Cvarepsilon :湍流动能耗散率场

当使用附带壁面函数的标准k-%5Cvarepsilon%20模型的时,没有必要引入非均匀网格。原因为壁面附近的流型已经被模化而不是直接求解。

0/nut文件

0/k文件

0/epsilon文件

 

OpenFOAM还有RAS湍流模型以及LES大涡模拟



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