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OpenFOAM 边界条件简介

(2018-01-27 15:55:53)
标签:

cfd

fasfluid

openfoam

流体动力学

边界条件

分类: CFD(计算流体动力学)
曾经有个做结构的老教授说过“精通了边界条件,也就精通了物理学”。这种说法虽然有点夸张,但足以见得边界条件(BoundaryCondtion)在工程物理中的重要地位。

我们通常用偏微分方程(组)(Partial Differential Equations)来描述物理场。不管用什么解析解方法,PDE的基本解可能完全不同,决定精确解的是边界条件。大部分实际工程问题,PDE都是无法找出精确解的,只能借助于数值方法(有限元,有限差分,有限体积,矩量法,边界元,离散元 等等),决定最终精确结果的仍然是边界条件。

关于PDE的边界条件前面有过介绍,常用分为三大类,详细介绍可参考附录。所有其它类型的边界只不过是这三种边界条件的细化和衍生。OpenFOAM使用的数值方法是有限体积法,因此边界条件同样也是常用的三大类。OpenFOAM针对流体,对边界条件做了进一步细化:

1. 基本类型:
基本类型可以理解为对几何进行的细化描述。
OpenFOAM <wbr>边界条件简介
常用的几何类型为 patch 和 wall。通常情况下patch为多个面的组合。

2. 主要类型:
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3. 衍生类型:
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OpenFOAM <wbr>边界条件简介

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OpenFOAM <wbr>边界条件简介
(图片摘自  中文版 OpenFOAM 用户指南)

一个求解输入的边界条件的信息分为两部分:属性和网格。
属性,比如P值的大小等,保存在时间戳文件目录下,比如 “0”
网格,信息保存在 constant/polyMesh的 boundary文件里。

按照求解器所需要解决的类型,边界条件会分别写在不同的变量中。比如针对压力的边界条件属性会写在文件  “P”中,而求解过程中生成的结果也会写在对应时间戳的“P”文件中。

FasFluid中提供了快捷的边界条件设置功能,网格划分完成后,可以对所有边界进行设置。
以simpleFOAM为例,需要设置的边界条件有P,U,K,Nut,Omega。K,Nut,Omega保持默认。设置P,U:

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