[转载]OpenFOAM中的不可压缩湍流流动求解器turbFoam的说明
本文谈谈OpenFOAM不可压缩湍流流动求解器turbFoam的实现细节。(1) 求解器位置：applications/solvers/incompressible/turbFoam
(2) 求解器文件夹结构
|－Make
| |-options
| |-files
|-createFields.H
|-turbFoam.C
(3) 求解器功能
任意不可压缩湍流流动，湍流模拟采用雷诺时均方法
(4) 文件说明
1.options//编译选项，用于指定编译用到的头文件位置及其动态库
//文件内容
#用到的头文件文件夹
EXE_INC = \
#雷诺是均湍流模型头文件
-I$(LIB_SRC)/turbulenceModels/RAS \
#传输模型头文件，牛顿流体或者非牛顿流体选择。
-I$(LIB_SRC)/transportModels \
#有限容积方法头文件
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude
#用到的动态连接库
EXE_LIBS = \
#不可压缩雷诺时均模型库
-lincompressibleRASModels \
#不可压缩传输模型库（牛顿流体传输模型和非牛顿流体传输模型）
-lincompressibleTransportModels \
#有限容积库
-lfiniteVolume \
#网格相关工具库
-lmeshTools
2.files//用于指定当前要编译的文件，这里不包含头文件，都是*.C文件。
//文件内容
turbFoam.C //主文件
//编译后求解器的名字和存放位置
EXE = $(FOAM_APPBIN)/turbFoam
3.createFields.H //创建场
//提示，并创建压力场，各项意义，参看本站博文“OpenFOAM>>solver>>basic>>potentialFoam的说明”
Info<< "Reading field p\n" << endl;
volScalarField p
(
IOobject
(
"p",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
//提示，并创建速度场，各项意义，参看本站博文“OpenFOAM>>solver>>basic>>potentialFoam的说明”
Info<< "Reading field U\n" << endl;
volVectorField U
(
IOobject
(
"U",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
//创建表面流律场，面心存储，用于将体积分转化面积分，文件位于
//src » finiteVolume » cfdTools » incompressible
# include "createPhi.H"
//设定压力参考值和参考cell
label pRefCell = 0;
scalar pRefValue = 0.0;
setRefCell(p, mesh.solutionDict().subDict("PISO"), pRefCell, pRefValue);
//建立传输模型，这里laminarTransport并不是说本solver为层流模型。
singlePhaseTransportModel laminarTransport(U, phi);
//创建湍流模型，返回指向incompressible::RASModel的autoPtr指针。
//autoPtr指针有点复杂，后面将会有专门博文探讨该指针，目前你就将其当作普通指针就行了。
autoPtr<incompressible::RASModel> turbulence
(
incompressible::RASModel::New(U, phi, laminarTransport)
);
4.turbFoam.C
//头文件
//有限容积库相关的所有头文件
#include "fvCFD.H"
//单相传输模型
#include "incompressible/singlePhaseTransportModel/singlePhaseTransportModel.H"
//雷诺时均模型
#include "incompressible/RASModel/RASModel.H"
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
//主程序入口
int main(int argc, char *argv[])
{
//设置case文件夹结构，程序运行时候输入的参数
# include "setRootCase.H"
//创建时间对象runTime用于控制程序运行
# include "createTime.H"
//创建网格对象mesh
# include "createMesh.H"
//创建场，参看上面的说明
# include "createFields.H"
//初始化连续误差。
# include "initContinuityErrs.H"
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Info<< "\nStarting time loop\n" << endl;
//程序主循环
for (runTime++; !runTime.end(); runTime++)
{
//显示物理时间
Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;
//读入piso控制参数
# include "readPISOControls.H"
//计算courant参数
# include "CourantNo.H"
// Pressure-velocity PISO corrector
{
// Momentum predictor
//创建动量方程。关于下面书写紧凑性的背后问题，清参看本站博文“OpenFOAM中的神奇方程定义方式的背后”
fvVectorMatrix UEqn
(
fvm::ddt(U)
+ fvm::div(phi, U)
//该项包含两部分：1.分子扩散项 2.雷诺应力的偏分量的散度。
//雷诺应力主分量的散度归结到了压力项中，这是大多数雷诺时均和大涡模型实现的一贯做法。
//因此压力比层流模型中多了一项,那就是雷诺应力的主分量，通常被称为湍动压力。
+ turbulence->divDevReff(U)
);
//如果需要动量预测，则求解速度方程。
if (momentumPredictor)
{
solve(UEqn == -fvc::grad(p));
}
// --- PISO loop
//PISO流程和icoFoam完全一样，请参看本站博文“OpenFOAM>>solver>>incompressible>>icoFoam的说明”
for (int corr=0; corr<nCorr; corr++)
{
volScalarField rUA = 1.0/UEqn.A();
U = rUA*UEqn.H();
phi = (fvc::interpolate(U) & mesh.Sf())
+ fvc::ddtPhiCorr(rUA, U, phi);
adjustPhi(phi, U, p);
// Non-orthogonal pressure corrector loop
for (int nonOrth=0; nonOrth<=nNonOrthCorr; nonOrth++)
{
// Pressure corrector
fvScalarMatrix pEqn
(
fvm::laplacian(rUA, p) == fvc::div(phi)
);
pEqn.setReference(pRefCell, pRefValue);
pEqn.solve();
if (nonOrth == nNonOrthCorr)
{
phi -= pEqn.flux();
}
}
# include "continuityErrs.H"
U -= rUA*fvc::grad(p);
U.correctBoundaryConditions();
}
}
//重新计算湍动黏性，也就是对turbulence->divDevReff(U)需要的量进行更新。
//比如k－e模型中下面函数包括求解k－e方程和计算有效黏性系数。
turbulence->correct();
//输出计算结果到文件中
runTime.write();
//显示当前执行时间和cpu时间。
Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"
<< "ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"
<< nl << endl;
}
//显示程序结束
Info<< "End\n" << endl;
//返回0
return(0);
}
（5）编译求解器
打开控制台，进入求解器文件夹，输入wmake
转自OpenFOAM研究：http://blog.sina.com.cn/openfoamresearch
[ 本帖最后由 su_junwei 于 2009-5-4 22:28 编辑 ]
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