发布OpenCFD-EC2D; 更新 Ver 1.5.4 ； 三维软件使用协议

lixl-imech

发布多块结构网格有限体积法源程序OpenCFD-EC 2D  (Open CFD code for Engineering Computing).
这个软件是我开发的一套有限体积程序，二维代码从去年8月份开始开发，三维代码从去年10月份开始开发。目前开放二维源代码。
该软件的特点是：
1）多块结构网格有限体积法。
2）支持NND, 3阶迎风，3阶WENO,3阶MUSCL以及自行开发的OMUSCL2等多种格式。
3）支持原始变量、守恒变量及特征变量重构。
4）支持Steger-Warming, Van Leer, Roe, HLL, HLLC, AUSM等多种通量技术。
5）支持BL、SA和SST 湍流模型 .
6) 支持1阶Euler,3阶Runge-Kutta以及LU-SGS等多种时间推进方法。
7）支持多重网格技术。

该软件的大部分代码由我编写，少部分代码由我的学生冷岩编写。
欢迎使用本软件并提出宝贵意见。
[版权声明] 如在科研中使用或参考本软件，请务必在论文（报告）中标注，并引用作者文献。

更新
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2011-4-11： 升级到了版本1.1， 支持多重网格（最多3重）。用户可修改control.in中的Num_Mesh 值来设置网格重数（1为单重网格，2为两重网格，3为3重网格；最多为3重）
程序、算例及更新版的理论手册可在本贴的主贴中下载 (OpenCFD-EC2D-1.1.rar)
包含了一个RAE2822翼型绕流的完整算例。
直接编译主程序opencfd_ec2d_v1.1.f90 并执行即可。 运行后残差在Residual.dat中，流场在flow2d.dat中（tecplot格式）。可用read_flow-1.1.f90 进行流场后处理，画出壁面压力系数分布Cp.dat （tecplot格式）
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2012-1-3:   更新：理论手册2012版，添加了LU-SGS内容（3.2节）
2012-4-28： 发布OpenCFD-EC2D ver 1.3, 包含LU-SGS 模块代码
             发布理论手册2012-4版，包含了k-w SST湍流模型的介绍
            (含k-w SST模型的二维代码随后发布）;
2012-5-4： 发布OpenCFD-EC2D ver 1.4, 含k-w SST 湍流模型 （发布包中含有一个RAE2822完整算例)
                    理论手册2012-5-4版；
2012-5-24： 发布OpenCFD-EC2D ver 1.4.3版， 含SA模型 （包含一个RAE2822的完整算例）。
            注：本版本的OpenMP没有经过测试，尚不能使用。如需要使用OpenMP的话请等待下一版本。
            发布理论手册2012-5-20版。 与上一版本相比，该版增加了如下内容：
            a) BL,SA模型介绍；
            b) OpenMP并行介绍；  下一版本的Opencfd-EC 2D将支持openMP
            c) 高精度有限差分-有限体积混合方法。 下一版本的OpenCFD-EC将支持该方法
       (上午发的 ver 1.4.3版缺失了主程序， 刚才更新的是完整的）
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2012-5-28:   发布OpenCFD-EC2D ver 1.5.0
         1) 支持有限体积-高精度有限差分混合方法。 其中差分块采用5阶精度WENO格式 （后续版本将支持其他高精度格式）。 用户可通过设置FDM.in文件来控制哪些网格块采用高精度差分法 (删除该文件意味着不使用差分法）。
     2） 支持OpenMP。 编译时需使用-openmp  或/Qopenmp选项以支持openMP。 用户可通过设置control.in中的NUM_THREADS参数来设定进程数。
    发布包中有一个完整的RAE2822算例，使用差分-有限体积混合方法，其中在网格块2 （即包含翼型的网格区）采用差分法。下图为计算结果。
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2012-10-9：OpenCFD-EC2D 更新至ver 1.5.1
      支持双时间步LU-SGS方法。 采用该方法，即使非定常计算时仍可使用较大的时间步长（当然，步长仍受物理问题限制）。
     发表包中包含一个完整的圆柱绕流（二维）算例。
     动画： 圆柱绕流，Re=1000（用半径定义）,Ma=0.3；
            OpenCFD-EC2D ver 1.5.1, OMUSCL2+Van Leer, 双时间步LU-SGS方法
            图中动画为熵(p/(rho**gamma))的瞬时云图
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2013-4-26： 开发了CGNS文件转换器（convert-cgns-inp-1.0.f90)， 该程序可以将CGNS的对接网格转换为Gridgen的Generic格式（PLOT3D格式的网格及.inp格式的边界条件文件）
2013-5-5: 修改了convert-cgns-inp-1.0.f90 中的Bug, 升级到1.1a
2013-6-9: 升级到ver 1.5.4; 修正了原先代码中SST k-w 模型中的Bug (与无量纲化有关）；
          新版的理论手册 （修改了 SST k-w 模型部分）


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       附：《OpenCFD 系列软件使用协议》
           如需要三维软件， 请填写该协议扫描后发给我（lixl@imech.ac.cn) ，协议最好由固定人员（非学生）签署。 收到协议后，我再将三维程序发过去。

[ 本帖最后由 lixl-imech 于 2013-6-9 08:52 编辑 ]

plyutjuzjuksu

从李老师的讲课和发布的代码里面学到了很多很多，非常感谢～

lixl-imech

原帖由 通流 于 2011-1-11 08:15 发表

                               
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如果用GNU license的话，就会与你的版权声明有矛盾。因为GNU唯一要求的是，别人拿去修改后的程序，不能对其他的人有任何限制。所以别人是可以拿去赚钱的。只是即使是别人在此基础上开发的软件，也得公开，并且不能有 ...

我改了版权声明。这个程序也可以被用于商业的计算，例如承担横向课题的数值计算等。但不能拿我的程序（全部或部分程序）去卖钱。

lixl-imech

原帖由 通流 于 2011-1-10 21:48 发表

                               
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支持。结果看起来也很不错。

我还有两个问题：
（1）对于这个开源程序，长远的计划是什么？973结束后，还有时间搞吗？是不是要成立一个公司？如何技术支持？
（2）是不是会改用GUN license？

其实，核心是， ...

我会不断地发展这个软件。
前一个软件(差分求解器OpenCFD-SC)从开发到现在已经5年了，经历了科学院创新基金、自然科学基金、973等多个项目。如果有时间，我将改写这个软件，采用Module 等面向对象的编程方法改进各子程序接口。然后开放给大家。
也欢迎大家在这个软件基础上进行修改。修改后最好也要开源。另外，标注和引用是必要的。
我渴望或幻想能按照Linux的发展方式。 最开始有一个初步的版本，然后网上的高手都来修改丰富，最终形成一套好用、实用的开源CFD软件。

lixl-imech

发布我编写的一个小程序，可以利用多块对接网格的坐标信息构建各块之间的连接关系。
功能：根据多块对接结构网格的几何信息，通过搜索算法，构建网格连接信息。
要求：网格必须为多块对接网格（对嵌套网格无效）；网格文件名为Mesh3d.dat,必须为PLOT3D格式。


使用方法：
使用时，将其与PLOT3D格式的网格文件Mesh3d.dat放在一个子目录里，编译并运行即可。
运行时，根据提示，输入如下信息
   1） 首先输入距离限度Dist_limit (阈值）， 本程序使用距离搜索匹配连接点， 距离小于Dist_limit的两个点被认为是“连接点”。如果输入负值（如-1.），则软件自动确定该阈值 （选取全局最小网格间距的一半作为该阈值）， 推荐输入-1., 让程序自动选取阈值。
2） 询问Mesh3d.dat是Formatted格式的文件还是Unformatted格式的文件。如是Unformatted格式的，则输入0；如果是Formatted格式的，则输入1.
3） 询问是否需要全局搜索匹配点，如未建立匹配信息，则需要搜索，需要输入 0。
输入这三个数后，程序开始运行，运行后产生BXCFD格式的连接信息文件 bcin。 bcin文件的格式与BXCFD的连接文件兼容，无任何连接点的子块，其连接号设置为-1 。
本程序只能识别内边界信息，无法区分其他边界（如固壁、远场、对称面等）。需要用户手工修改这些无连接号的子面，根据实际的边界条件，修改为-10 ，-20， -30等。

4） 1.4之后的版本附带“智能识别”功能，对于类似DLR-F4/F6之类的标模网格，可以“智能识别”固壁、远场及对称面。因为这类网格的计算区域通常为矩形，对称面为y=0的面，远场边界为该矩形的其他5个面，其余面为固壁。（仅）对于这种情况，可以使用“智能识别”功能。即，程序提示“Do you want to search the wall and Far field boundary (1 for yes, 0 for no ) ? ” 时，输入1即可。
其他情况下，“智能识别”出来的固壁、对称面及远场边界会出现问题。 请输入0。 然后手工编辑bcin文件，将标识为“-1”的边界，人工设定为固壁、远场或对称面。

[ 本帖最后由 lixl-imech 于 2011-4-29 11:23 编辑 ]

lixl-imech

OpenCFD-EC 理论手册（尚未全部完成）。

lixl-imech

压缩文档中包含三个文件：
Mesh2d.dat : 网格文件，多块结构（对接）网格。 PLOT3D格式。

bc2d_in.dat: 网格连接文件，记录网格连接及边界条件信息，有些类似于CFL3D的inp文件。
其中的neighb为与该面相连接的块的编号。如果为负则表示该面不是一个连接面而是一个边界面。比较常用的是-10表示固壁，-20表示远场。 熟悉CFL3D的用户应当不难理解该文件的格式。
我编制了一个小程序，可以从网格文件（必须是多块对接网格，不能是重叠网格）自动搜索出网格连接信息。

control.in是控制文件，格式如下。
         read(99,*) Ma, Re, gamma, AoA,Pr,t_end,Kstep_save, Iflag_turbulence_model,Iflag_init
        read(99,*)
        read(99,*) Iflag_local_dt,dt_init,CFL,dtmax,dtmin,Time_Method
               read(99,*)
              read(99,*) Iflag_Scheme,Iflag_Flux,IFlag_Reconstruction
Ma,Re,gamma,AoA,Pt分别是Mach数，Reynolds数，比热比（通常为1.4），攻角，Plandtl数。
t_end为计算结束的时间（无量纲），推进到该时间后，计算将结束。
kstep_save为存储的步数，即每个kstep_save时间步程序将存储一个数据场（目前为tecplot格式，可直接绘制图）。
Iflag_turbulence 为湍流模型，0为层流，1为BL模型。
Iflag_init 为0表示从0流场开始计算；1表示从给定流场(flow2d.dat)开始计算。
Iflag_local_dt为0表示全局时间步长，1表示当地时间步长。采用全局时间步长时，设定时间步长为dt_init.
CFL为CFL数。dtmax,dtmin为采用当地时间步长时使用的时间步长限制。
Time_Method为1  表示1阶Euler, 3为3阶R-K.

莫口

支持李老师！

lixl-imech

以上算例的运行方法：
  建立一个目录，将编译好的可执行文件考入该目录，将上面压缩文档中的三个文件也考入该目录运行即可。
  程序会输出残差，并且每2000步更新一下流场数据文件flow2d.dat (tecplot格式）。由于control.in设定的计算时间很长，因此程序不会自行结束。通过观察发现残差收敛就可以停掉该程序了（例如运行了2到3万步，通常在微机上运行二、三十分钟左右）。
  程序输出flow2d.dat为流场数据，可直接使用tecplot画图。 也可用readflow.f90读取该数据，绘制表面上的压力系数(Cp)曲线。
  当前control.in设定的时间推进方法为1阶Euler,虽然推进速度快，但残差收敛不好。可改成3阶R-K方法（在control.in 中把Time_Method的值从1改为3）。改成R-K方法后，残差基本上可收敛到机器0 （采用AUSM-PW方法除外），这需要在微机上进行几个小时的计算。
  图片为用该程序算的RAE2822压力系数分布以及残差的收敛情况，计算使用3阶R-K方法。计算及图片由冷岩制作。

[ 本帖最后由 lixl-imech 于 2011-1-10 20:31 编辑 ]

lixl-imech

附件中的文档是我前两天作的报告，里面有对这个软件的介绍。

莫口

刚才订了一本您出的那本书，呵呵……在你那报告里提到的

通流

支持。结果看起来也很不错。

我还有两个问题：
（1）对于这个开源程序，长远的计划是什么？973结束后，还有时间搞吗？是不是要成立一个公司？如何技术支持？
（2）是不是会改用GUN license？

其实，核心是，要用的话，用户也希望能够长久的用下去。所以，要么作者继续开发，要么让用户或别人继续开发。

通流

如果用GNU license的话，就会与你的版权声明有矛盾。因为GNU唯一要求的是，别人拿去修改后的程序，不能对其他的人有任何限制。所以别人是可以拿去赚钱的。只是即使是别人在此基础上开发的软件，也得公开，并且不能有任何限制。一旦沾上GNU，甩也甩不掉。但对于程序开发，确实是个途径。

quaintchewster

原帖由 通流 于 2011-1-11 08:15 发表

                               
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如果用GNU license的话，就会与你的版权声明有矛盾。因为GNU唯一要求的是，别人拿去修改后的程序，不能对其他的人有任何限制。所以别人是可以拿去赚钱的。只是即使是别人在此基础上开发的软件，也得公开，并且不能有 ...

不是这样子吧，BSD许可证可以允许商用，GPL的不可以商用必须继续开源。GPL后续的衍生协议允许以某种形式商用，但是不能够直接商用。

通流

如果我没有搞错的话，BSD用的不是GNU license。GPL并没有商用的限制。 GNU说的free不是免费，而是freedom。你怎么用都可以，但不能妨碍别人用你的东西，改你的东西，或者拿你得东西去赚钱。GNU宣言读起来有点共产主义的味道。

BSD是伯克利的一套，GNU是麻省理工学院的。两家有点竞争关系。两家的text editor都不同。伯克利用vi，MIT用 Emacs。

DNS

WINDOWS下CV6.6编译出错,另外程序没有隐推进吗,一阶euler 是前向欧拉还是后向euler? 前向euler本身就是不稳定的,如果是后向euler,那采用的是什么方法呢

lixl-imech

原帖由 DNS 于 2011-1-11 11:35 发表

                               
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WINDOWS下CV6.6编译出错,另外程序没有隐推进吗,一阶euler 是前向欧拉还是后向euler? 前向euler本身就是不稳定的,如果是后向euler,那采用的是什么方法呢

我刚试了一下，Visual Fortran编译不会出现问题。
请只编译主程序：opencfd_ec2d_v1.0.f90 即可。 因为各子程序是通过主程序尾的 include语句嵌入到主程序里面的。
1阶Euler是向前Euler(显格式）。 1阶Euler与迎风格式配合是条件稳定的 （对于单波方程，1阶Euler+2阶中心是不稳定的）。
隐格式及多重网格等加速收敛技术将会在后续版本中提供支持。

[ 本帖最后由 lixl-imech 于 2011-1-11 13:43 编辑 ]