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分类: OpenFOAM使用 |
在本站博文“使用OpenFOAM的基本流程”已经对fvSchemde中的一些基本参数字典关键字进行了简单的谈论,本文对该参数字典进行详细探讨。
在该字典文件中可能出现的关键字有
interpolationSchemes 点对点插值格式
snGradSchemes
面梯度发方向分量
gradSchemes
梯度格式 ∇
divSchemes
散度格式 ∇ •
laplacianSchemes
拉普拉斯项格式 ∇2
timeScheme
时间的一阶二阶微分格式 ∂/∂t, ∂ 2 /∂ 2 t
fluxRequired
需要计算流率的场
由于该部分内容较多,本文只对前3中格式进行探讨,后面几种格式在后续文章中说明。
(1)interpolationSchemes 插值格式。
OpenFoam中所有的插值格式有
1.中心格式
linear
线性插值(中心差分)
cubicCorrection 三次格式
midPoint
线性插值,带有对称加权
2.迎风差分
upwind
迎风差分
linearUpwind
线性迎风差分
skewLinear
带有偏度修正的线性格式
QUICK
Quick格式
3.TVD格式
limitedLinear
限制型线性差分
vanLeer
van Leer格式
MUSCL
MUSCL 格式
limitedCubic
三次限制性格式
4.NVD格式
SFCD
Self-filtered中心差分
Gamma ψ
Gamma差分(Jasak提出的一种格式)
上面的插值格式可分为两类:(1)普通差分格式(中心格式),(2)带有对流项的差分格式(后三种)。这两种插值格式用法也不一样。
普通差分格式: 关键字 + 差分格式
如: default
linear; //默认插值格式为中心差分
带有对流项的差分格式:关键字+差分格式+表面流率场(速度场的表面插值场)。
如:default
QUICK phi;
//默认格式为基于表面流率场phi的QUICK格式
有一些TVD/NVD格式需要一个系数ψ, 0 ≤ ψ ≤ 1,ψ=0对应于该格式的最好精度,ψ=1对应于该格式的最好稳定性,这种插值格式采用如下方式指定:关键字+差分格式+ψ+phi
如:default limitedLinear 1.0 phi;
对于一些标量场的插值,有时会需要对该标量场进行限制(比如,插值结果需要在[-2,3]之间),这时候在指定插值格式的时候,需要在格式关键字前面加上limited 如
default limitedVanLeer -2.0 3.0 ;
当限制值在[0,1]内的时候,可采用他的一个特殊版本
default vanLeer01;
适合这种情况的有 limitedLinear 格式, vanLeer, Gamma, LimitedCubic, MUSCL和SuperBee
对于向量场的插值在limited时候,采用一般名字加上V,加V之后的版本为气修正版本。如limitedLinearV,vanLeerV, GammaV, limitedCubicV,SFCDV;
(2)snGradSchemes面梯度发方向分量
支持的表面梯度向量面发方向分量的格式有
corrected
显式的带有非正交修正
uncorrected 不带有非正交修正
limited ψ 限制性非正交修正
bounded
对正标量有阶修正
fourth
四阶格式
一般的用法为 关键字+上面的值,
如:snGrad(p)
corrected ;
当用limited这种格式时候需要加上关键字ψ,即
snGrad(p) limited ψ;
其中ψ的取值为
0
对应于上面的 uncorrected
0.333 非正交修正
≤ 0.5 × 正交的部分,
ψ=
0.5 非正交修正≤
正交修正部分
1
对应于上面的 corrected.
关于非正交修正的相关理论,请参看jasak的博士论文 Error analysis and estimation for the finite volume method with applications to fluid flow;
(3) 梯度格式gradSchemes
OpenFOAM中的所有梯度格式有
Gauss <interpolationScheme> 二阶,高斯积分
leastSquares
二阶,最小二乘
fourth
interpolationSchemes 点对点插值格式
snGradSchemes
gradSchemes
divSchemes
laplacianSchemes
timeScheme
fluxRequired
由于该部分内容较多,本文只对前3中格式进行探讨,后面几种格式在后续文章中说明。
(1)interpolationSchemes 插值格式。
OpenFoam中所有的插值格式有
1.中心格式
linear
cubicCorrection
midPoint
2.迎风差分
upwind
linearUpwind
skewLinear
QUICK
3.TVD格式
limitedLinear
vanLeer
MUSCL
limitedCubic
4.NVD格式
SFCD
Gamma ψ
上面的插值格式可分为两类:(1)普通差分格式(中心格式),(2)带有对流项的差分格式(后三种)。这两种插值格式用法也不一样。
普通差分格式: 关键字 + 差分格式
如: default
带有对流项的差分格式:关键字+差分格式+表面流率场(速度场的表面插值场)。
如:default
有一些TVD/NVD格式需要一个系数ψ, 0 ≤ ψ ≤ 1,ψ=0对应于该格式的最好精度,ψ=1对应于该格式的最好稳定性,这种插值格式采用如下方式指定:关键字+差分格式+ψ+phi
如:default limitedLinear 1.0 phi;
对于一些标量场的插值,有时会需要对该标量场进行限制(比如,插值结果需要在[-2,3]之间),这时候在指定插值格式的时候,需要在格式关键字前面加上limited 如
default limitedVanLeer -2.0 3.0 ;
当限制值在[0,1]内的时候,可采用他的一个特殊版本
default vanLeer01;
适合这种情况的有 limitedLinear 格式, vanLeer, Gamma, LimitedCubic, MUSCL和SuperBee
对于向量场的插值在limited时候,采用一般名字加上V,加V之后的版本为气修正版本。如limitedLinearV,vanLeerV, GammaV, limitedCubicV,SFCDV;
(2)snGradSchemes面梯度发方向分量
支持的表面梯度向量面发方向分量的格式有
corrected
uncorrected
limited ψ
bounded
fourth
一般的用法为 关键字+上面的值,
如:snGrad(p)
当用limited这种格式时候需要加上关键字ψ,即
snGrad(p) limited
其中ψ的取值为
ψ=
关于非正交修正的相关理论,请参看jasak的博士论文 Error analysis and estimation for the finite volume method with applications to fluid flow;
(3) 梯度格式gradSchemes
OpenFOAM中的所有梯度格式有
Gauss <interpolationScheme> 二阶,高斯积分
leastSquares
fourth