OpenFOAM学习笔记案例1之Cavity（1）

OpenFOAM照比商业软件如Fluent Star-CCM 较难，是因为其操作需要较高的编程能力。而我不具备这种能力，只能通过一个一个的案例来学习，也希望对其他OpenFOAM新手提供一些帮助。

在OpenFOAM 的用户手册中，第一个案例就是Cavity，翻译过来就是腔。

对于像我一样的初学者来说，可以下载一份openfoam用户指南中文翻译版（由各位大神翻译的），这可以帮助英文水平并不高的我们节约很多时间。

那么让我们开始第一个算例吧。

首先需要将你的案例文件拷贝到你的本地文件夹上，你可以在终端这样执行

mkdir -p $FOAM_RUN
cp -r $FOAM_TUTORIALS $FOAM-RUN

之后的操作都在你自己的用户目录下。

你可以通过 ls 命令来查看cavity文件夹下的目录

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity$ ls
0  constant  system

有三个文件夹， 0 ， constant , system .

简单介绍这三个文件夹

0文件是这个算例的初始场信息，也是0时刻的状态。

0文件下有 P文件 U文件两个文件

使用cat命令打开P文件

uiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/0$ cat p
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\=========                 |\\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org\\  /    A nd           | Version:  9\\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{format      ascii;class       volScalarField;object      p;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];internalField   uniform 0;boundaryField
{movingWall{type            zeroGradient;}fixedWalls{type            zeroGradient;}frontAndBack{type            empty;}
}// ************************************************************************* //

P场文件中有3个主要信息

dimensions 是场的单位

internalField 是内部场

boundaryField 是边界场信息

再使用cat打开U场文件

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/0$ cat U
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\=========                 |\\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org\\  /    A nd           | Version:  9\\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{format      ascii;class       volVectorField;object      U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //dimensions      [0 1 -1 0 0 0 0];internalField   uniform (0 0 0);boundaryField
{movingWall{type            fixedValue;value           uniform (1 0 0);}fixedWalls{type            noSlip;}frontAndBack{type            empty;}
}// ************************************************************************* //

其中表达的信息如上

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/constant$ ls
polyMesh  transportProperties

constant文件下有两个文件，使用cat打开transportProperties

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/constant$ cat transportProperties
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\=========                 |\\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org\\  /    A nd           | Version:  9\\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{format      ascii;class       dictionary;location    "constant";object      transportProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //nu              [0 2 -1 0 0 0 0] 0.01;// ************************************************************************* //

这是运动粘度场的信息。

system 文件下有四个文件夹

uiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/system$ ls
blockMeshDict  controlDict  fvSchemes  fvSolution

使用cat命令打开blockMeshDict

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/system$ cat blockMeshDict
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\=========                 |\\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org\\  /    A nd           | Version:  9\\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{format      ascii;class       dictionary;object      blockMeshDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //convertToMeters 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
(
);boundary
(movingWall{type wall;faces((3 7 6 2));}fixedWalls{type wall;faces((0 4 7 3)(2 6 5 1)(1 5 4 0));}frontAndBack{type empty;faces((0 3 2 1)(4 5 6 7));}
);mergePatchPairs
(
);// ************************************************************************* //

可以看到其几何信息、分块信息和划分网格信息。

使用cat命令打开controlDict

huiyuqiao@huiyuqiao-VirtualBox:~/OpenFOAM/huiyuqiao-9/run/cavity/system$ cat controlDict
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\=========                 |\\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox\\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org\\  /    A nd           | Version:  9\\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{format      ascii;class       dictionary;location    "system";object      controlDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //application     icoFoam;startFrom       startTime;startTime       0;stopAt          endTime;endTime         0.5;deltaT          0.005;writeControl    timeStep;writeInterval   20;purgeWrite      0;writeFormat     ascii;writePrecision  6;writeCompression off;timeFormat      general;timePrecision   6;runTimeModifiable true;// ************************************************************************* //

这是控制文件，控制文件储存了起始时间、终止时间、步长等控制信息。

其他两个文件fvScheme和fvSolution分别是离散格式和矩阵求解器，我也不懂，反正不动它就对啦。

当了解完这些基本的信息之后，我们可以开始进行算例的计算了。

如何进行计算，在帮助文件中有完整的步骤，在此不一一赘述，我将在下面列举我用到的命令，既是为自己积累，也是希望帮助到他人。

ls               $显示目录下的文件$
cd               $目录切换$
cat              $阅读文件$
cd ../           $切换到上级目录$
mkdir            $新建文件$
cp               $复制文件$
blockMesh        $绘制网格$
nano             $编写文本$
sudo nano        $输用户密码编写文本$
icoFoam          $利用icoFoam计算$
paraFoam         $使用paraview看Foam$
mapFields../cavity -consistent   $投影结果$
icoFoam>log&     $以后台方式来运行icoFoam     查看结果$
cat log

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