本文介绍OpenFOAM随机算例中potentialFoam求解器下的算例cylinder。
算例路径:$FOAM_TUTORIALS/basic/potentialFoam/cylinder
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1 算例描述
算例文件结构如下图所示。
本算例计算的是二维问题,不过在OpenFOAM中需要创建三维几何模型。
potentialFoam求解计算的是无粘瞬态流动问题,因此算例中无需提供介质属性参数。几何模型中包含一个速度入口(如下图中的边界left),速度沿x轴正方向1 m/s,包含一个静压为0的出口(图中边界right),另外包含的边界为up(symmetryPlane边界)、down(symmetryPlane边界)、cylinder(symmetry边界),另外没有标明的边界为empty。
注:symmetryPlane边界与symmetry边界存在区别,前者要求必须为平面,后者仅具有物理意义(类似与slip壁面,法向速度为零,物理量的法向梯度为零),并不严格要求对称面为平面。
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2 几何准备
本算例采用blockMesh生成计算网格。通过将几何模型分解为下图所示的区域,划分全六面体网格。
在blockMeshDict文件中指定网格分块情况。
鉴于本算例几何模型较为简单,因此建议采用第三方软件(如ICEM CFD等)生成计算网格,然后利用网格转换命令将其转化为OpenFOAM网格。
3 边界条件与初始条件
potentialFoam求解器需要指定p文件与U文件。算例提供了名为p.orig及U.orig文件。这是p文件与U文件的备份文件,当p文件与U文件不存在时求解器会自动调用orig文件。
1、p.orig文件
p文件内容如下所示。
2、U.orig文件
文件内容如下所示。
4 求解参数设置
1、controlDict文件
文件内容如下所示。
2、fvSchemes文件
文件内容如下所示。
3、fvSolution文件
文件内容如下所示。
5 求解计算
执行命令进行求解并进入后处理器。
计算完毕后可查看速度分布,如下图所示。
注:potentialFoam常用于获取一个较为合理的初始解,有点儿类似Fluent中的hybrid初始化。在利用potentialFoam计算完毕后,可以改用更复杂的求解器进行求解。
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