openfoam cavity

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入門範例─CAVITY OpenFOAM入門指引

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Page 1: Openfoam Cavity

入門範例─CAVITY

OpenFOAM入門指引

Page 2: Openfoam Cavity

問題描述 邊長0.1m的正方形區域

上端速度u = 1 m/s,造成內部流體的流動

流體密度1kg/m3,動黏性係數0.01 m2/s

U = 1 m/s

x

y

0.1m

0.1m

Fixed wall

Moving wall

Page 3: Openfoam Cavity

處理順序 前處理

設定形狀及網格

設定邊界條件

設定起始條件

設定執行條件

執行模擬

後處理

檢視結果及輸出

Page 4: Openfoam Cavity

執行 複製cavity案例到$FOAM_RUN

cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/icoFoam/cavity

$FOAM_RUN/run

OpenFOAM係利用資料夾結構管理案例設定檔及得到的結果

Page 5: Openfoam Cavity

檔案架構cavity

0

P

U

0.1

0.5

constant

polyMesh

blockMeshDict

transportProperties

system

controlDict

網格設定檔

如動黏性係數等各項物理性質常數

格格數據及設定

各項物理性質常數及網格

起始條件、邊界條件

壓力的起始條件、邊界條件

速度的起始條件、邊界條件

執行的設定

執行的設定檔

各時段解析結果的資料夾

Page 6: Openfoam Cavity

設定網格 將分析的區域離散化

OpenFOAM有內定的網格產生程式,設定檔在cavity/constant/polyMesh

由其他軟體產生的網格,可利用轉換程式轉換

Page 7: Openfoam Cavity

����頂點座標

x

y

z

01

23

4 5

67

movingWall

fixedWall

frontAndBack

Page 8: Openfoam Cavity

網格設定檔blockMeshDictconvertToMeters 0.1;

vertices

(

(0 0 0)

(1 0 0)

(1 1 0)

(0 1 0)

(0 0 0.1)

(1 0 0.1)

(1 1 0.1)

(0 1 0.1)

);

blocks

(

hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 1) simpleGrading (1 1 1)

);

edges

(

);

頂點座標

編號0的頂點

編號7的頂點

由指定頂點構成區塊

0到7號頂點構成區塊

x,y,z 三方向的網格數

等間隔分割網格

座標值的縮放係數

Page 9: Openfoam Cavity

網格設定檔blockMeshDictpatches

(

wall movingWall

(

(3 7 6 2)

)

wall fixedWalls

(

(0 4 7 3)

(2 6 5 1)

(1 5 4 0)

)

empty frontAndBack

(

(0 3 2 1)

(4 5 6 7)

)

);

mergePatchPairs

(

);

邊界面的設定

名稱為movingWall的壁面(wall)

名稱為fixedWall的壁面(wall)

頂點3,7,6,2構成的面,循右手定則─逆時鐘向外

2D問題用3D網格處理時,前後邊界面設定empty

Page 10: Openfoam Cavity

生成網格資料 由blockMesh產生網格

blockMesh $FOAM_RUN/cavity

執行後,產生以下檔案

constant

polyMesh

boundary

faces

neighbor

owner

points

Page 11: Openfoam Cavity

生成網格資料 boundary檔案顯示邊界面的定義,例如:

movingWall

{

type wall;

physicalType wall;

nFaces 20;

startFace 760;

}

Page 12: Openfoam Cavity

邊界條件 速度:

movingWall:x方向u = 1 m/s , (u, v) = (1, 0)

fixedWall:(u, v) = (0, 0)

frontAndBack:空

壓力:movingWall, fixedWall:0 (zeroGradient)

frontAndBack:空

Page 13: Openfoam Cavity

起始條件 在目錄0的p及U檔

Page 14: Openfoam Cavity

執行條件 執行結束時間0.5s

時間間隔Dt=0.005s,滿足Courant number小於1 的要求,其中U0是流速

儲存時間20Dt

1

005.0),min(

0

U

yxt

Page 15: Openfoam Cavity

執行模擬 在cavity目錄下指行icoFoam