openfoam常用类的一些总结
OpenFOAM常用类的一些总结
OpenFOAM中有许多类，每个类的功能都很强大，这也使它面向对象
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
得以实现。
对于程序，最常用到的，也是最底层的就是数据，在OpenFOAM中引入了三类基础数据类型:标量scalar, 向量vector, 张量tensor.这三个中数据类型，也是FOAM中最基础的三个类。(还有一个比较重要的就是bool和label，前者就是是非型，及对错型，只不过是更扩展一些，后者是标签型数据，相当于c中的整型。关于更多的其它数据类型可以参看目录..\src\OpenFOAM\primitives里面)
在上述数据类的基础上，增加场(field)的概念，就引入了标量场scalarField, 向量场vectorField, 张量场tensorField。 实际上这三个类又是field类的typedef，如typedef field
saclarField。这些场类中都有对应的成员函数进行加减乘除运算，还有复杂的点积叉积等。说到这field class,其实他就像是一个数据存放的区域一样，存放上scalar，那它成了标量场scalarField。这些类中可以有接口实现数据的计算。从field类中又派生出了FieldField类，这个就是说场中场类，其实这个主要用于边界条件类的一个基类。因为边界条件算是网格类场中的一个特殊的场，后面会介绍。
比field类高一点的就是几何场类 GeometricField class，其相比field class多了纪录场位置的相关信息。说到这里请大家注意他和polyMesh class的区别，后者只是纪录网格的结构，如点的位置、面的组成、体的组成等等，polyMesh class中对应有pointMesh，surfaceMesh，volMesh等类，从字面上很容易理解其处理和
记录
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网格点、网格面、网格体等信息。而GeometricField类，其则是记录了在什么样的网格上有量a的相关信息或数据。它包括了内部区域、边界区域(GeometricBoundaryField class)、网格、尺度单位、计算的先前时间阶的值等。在该类中有常用的三种(实际上还有其他的许多，可以参看OpenFOAM网上说明):volScalarField体标量场，volVectorField体向量场，volTensorField体张量场。这里说的场与field有所不同，这里指的是网格区域上所对应的数据信息。上述的vol就是指ployMesh中的volMesh，如volscalarField类来说:见下例
volScalarField p
(
IOobject
(
"p",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
看过老苏博客的朋友肯定都知道这是什么意思，这是读入标量压力场文件，把压力值存储到网格体中心。为加深对GeometricField类的理解，贴张PG中的图片:
OpenFOAM中有许多类，每个类的功能都很强大，这也使它面向对象设计得以实现。
对于程序，最常用到的，也是最底层的就是数据，在OpenFOAM中引入了三类基础数据类型:标量scalar, 向量vector, 张量tensor.这三个中数据类型，也是FOAM中最基础的三个类。(还
有一个比较重要的就是bool和label，前者就是是非型，及对错型，只不过是更扩展一些，后者是标签型数据，相当于c中的整型。关于更多的其它数据类型可以参看目
录..\src\OpenFOAM\primitives里面)
在上述数据类的基础上，增加场(field)的概念，就引入了标量场scalarField, 向量场vectorField, 张量场tensorField.实际上这三个类又是field类的typedef，如typedef field saclarField。这些场类中都有对应的成员函数进行加减乘除运算，还有复杂的点积叉积等。说到这field class,其实他就像是一个数据存放的区域一样，存放上scalar，那它成了标量场scalarField。这些类中可以有接口实现数据的计算。从field类中又派生出了FieldField类，这个就是说场中场类，其实这个主要用于边界条件类的一个基类。因为边界条件算是网格类场中的一个特殊的场，后面会介绍。
比field类高一点的就是几何场类 GeometricField class，其相比field class多了纪录场位置的相关信息。说到这里请大家注意他和polyMesh class的区别，后者只是纪录网格的结构，如点的位置、面的组成、体的组成等等，polyMesh class中对应有pointMesh,surfaceMesh,volMesh等类，从字面上很容易理解其处理和记录网格点、网格面、网格体等信息。而GeometricField类，其则是记录了在什么样的网格上有量a的相关信息或数据。它包括了内部区域、边界区域(GeometricBoundaryField class)、网格、尺度单位、计算的先前时间阶的值等。在该类中有常用的三种(实际上还有其他的许多，可以参看OpenFOAM网上说明):volScalarField体标量场,volVectorField体向量场，volTensorField体张量场。这里说的场与field有所不同，这里指的是网格区域上所对应的数据信息。上述的vol就是指ployMesh中的volMesh，如volscalarField类来说:见下例
volScalarField p
(
IOobject
(
"p",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
看过老苏博客的朋友肯定都知道这是什么意思，这是读入标量压力场文件，把压力值存储到网格体中心。为加深对GeometricField类的理解，贴张PG中的图片:
除了体的向量标量张量场外，还有面标量场surfaceScalarField、面向量场surfaceVectorField、面张量场surfaceTensorField。看下面的例子:
surfaceScalarField phi
(
IOobject
(
"phi",
runTime.timeName(),
mesh
),
fvc::interpolate(alpha)*phia
+ fvc::interpolate(beta)*phib
);这里的phi既是一个面向量场对象，他用来是纪录单元体面上流过的通量值。
除了常用到的标量向量张量的几何场外，还有一些特殊量的场:surfaceSymmTensor面对称张量
几何场、体球面张量场等等。几何场里面还有一个比较重要的类就是GeometricBoundaryField，
用来专门对边界进行处理的一个类。
如果说数据场类是处理数据的基础，那么时间类则是控制计算步进必不可少的一部分。Time class在进行瞬态计算，用它跟踪时间阶，并使时间按一定步长或者变步长累加，及输出计算参
数，计算时间等。见下例:(相关说明见老苏博客:OpenFOAM>>solver>>incompressible>>icoFoam的说明)
Info<< "\nStarting time loop\n" << endl;
for (runTime++; !runTime.end(); runTime++)
{
Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;
//……
runTime.write();
Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"
<< " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"
<< nl << endl;
谈到时间大家很容易想到的就是空间，time and space是cfd中非常重要的概念，在离散过程中
时间和空间都需要进行离散(非稳态情况)，与空间相关的类其实上面已经提到:ployMesh class，
在这不在累述。需要附加说明的是边界条件类:边界条件在OpenFOAM被定义作为场的一个完整部分而不是场上额外附加的。在fvMatrix类中并入了patch用来定义区域的外部边界。每一个patch有一个边界条件，再由fvm用合适的方式进行操作处理。patch有多种类型:calculated，fixed value, fixed gradient, zero gradient, symmetry, cyclic等。这些类型都继承于基类patchField。
在求解之前，需要对偏微分方程组进行离散，转化为线性方程组[A][x]=[b]的形式。其中[x]就是我们所要求的量，他也就是咱们前面介绍的GeometricField类，而[A]代数方程的系数，他就是我们下面所要提到的fvMatrix类。对于偏微分方程的每一项，OpenFOAM应用两个类来离散:finiteVolumeMethod和finiteVolumeCalculus,分别用typedef声明为fvm和fvc. fvm是计算隐式导数从而返回fvMatrix，而fvc是计算显式导数或者其它隐式计算返回geometricField，该类不存储私有数据，仅是执行操作从一个量map到另外一个量上。对于偏微分方程，其中有很多种导数形式:拉普拉斯、时间导数、二阶时间导数、对流项、散度、梯度、梯度梯度平方、旋度、源等，在OpenFOAM中的表示见下图:
离散化时空之后，就是解方程，其实求解方程的过程主要分成如下几部:1.离散偏微分方程，2.线性化方程组，3.对应不同的倒数格式选择差分格式，4.求解系数矩阵，5.解方程。在这就涉及到了一个重要的部分:矩阵。Matrix是OpenFOAM中的一个模板类，他是一个用来存储及运算标量张量等类型数据的2维矩阵。这个矩阵类有点像数学上的矩阵一样。对于应用于数值求解矩阵，OpenFOAM引入了fvMatrix类，这个就是有限体积(finite volume)矩阵类，他是一个特殊的矩阵类型，应用于求解有限体积标量方程组，该类成员函数可以实现给定相应场的求解、通量的计算、残差的计算和控制、方程松弛因子的实现，方程中心系数(central coefficient,
公共成员函数A())和H操作源(H operation source，成员函数H())的计算、设定计算参考等。在此需要提到的是fvMesh类，该类和GoeMesh类差不多，不同之处在于fvMesh类它包含相应网格信息和拓扑结构的同时，还对网格进行实时更新(动网格的时候)。这些更新包括删除单元体面等，并按要求重新定位并计算新的信息。下面举一些关于fvMatrix应用的例子:(选自icoFoam)
fvVectorMatrix UEqn
(
fvm::ddt(U)
+ fvm::div(phi, U) //div，散度是代表某量通过单元体的面积分，此处phi为一个通量场，该场的值被记录在单元体的面上，而U就是由通量所输运的量，而该速度值则被记录在单元体中心点上。
- fvm::laplacian(nu, U)
);//源项可以使显式的，在离散时进入方程的右端，当源项为隐式的时候他进入方程的系数矩阵中。
solve(UEqn == -fvc::grad(p));//关于==，一直有所疑问，听老苏分析挺有道理，最近你看到一篇文章上说==的定义是用来表示数学意义上的方程左右两端的等于，这个运算符为了使其有最低的的运算优先级所以采用了==，而非=，同时也强调了方程两端得等的概念，而非赋值。在OpenFOAM中，对==的操作实际上是形式上的，而非实质上有什么运算，它自动重排方程各项:所有隐式项写进方程矩阵中，而所有显式项则归于方程的b中。
volScalarField rUA = 1.0/UEqn.A();
U = rUA*UEqn.H();
pEqn.setReference(pRefCell, pRefValue);
pEqn.solve();
例子中fvVectorMatrix为一向量有限体积矩阵类，OpenFOAM中定义 typedef fvMatrix
fvVectorMatrix，其他的还有标量、张量等。其他关于上述程序的说明参看老苏博客。
再看如下例子:
fvMatrixScalar rhoEq
(
fvm::ddt(rho)+fvc::div(phi)
);//此处是一个关于质量守恒方程的求解，对于phi为密度与速度的积，而此时采用fvc即表示速度通量在方程中作为已知量，出现在方程的b项中，它是计算前一时间阶的值。
说了一些常用的类，下面介绍一些比较基础底层的类:IOdictionary，argList，IOobject， IOdictionary类是继承于regIOobject类和dictionary类，其主要作于是读入和写入数据。如读取PISO控制参数，或读入transportProperties参数等等。
它派生出许多类:
1. basicThermo(用于基本热力学参数读取和计算)
2. LESModel(大涡模拟模型控制参数)
3. RASModel (RAS模型控制参数)
4. fvSchemes (离散格式参数)
5. motionSolver (动网格控制参数)
6. radiationModel (辐射模型控制参数)
7. solution (求解方程控制参数)
8. SRFModel (SRF模型控制参数)
9. tolerances (方程残差控制)
10. transportModel (输运模型参数)
见下例:
IOdictionary transportProperties //在transportProperties字典中读入参数
(
IOobject
(
"transportProperties",
runTime.constant(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::NO_WRITE
)
);
IOobject类:读入写入数据，他与IOdictionary不同之处在于后者是读取一个文件中的一个字典“{}”之内的数据，而IOobject则是读入整个文件，如读入压力场，速度场等，并且有读入写出的控制参数，见上例中的“MUST_READ，NO_WRITE”等等。(老苏博客中有详细介绍，在此不多说了)
argList类:读入外部命令参数的一个类，如在命令窗口键入icoFoam -case ,则对目录dir执行icoFoam计算，其参数有:-case 选择一个case目录替代当前工作目录;-parallel 指定并行计算参数; -doc显式该程序文档; -srDoc 在浏览器里显示该程序的源文件; -help 显示改程序的使用方法
dimensionSet类是对基本类型的单位设定，并检查其正确性。
tmp类是管理临时对象的一个类。
OpenFOAM的程序开发初步
一.OpenFOAM应用的类型:
使用OpenFOAM进行CAE模拟的，大致可分为三种类型:
1)直接利用OpenFOAM的
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
的求解器进行模拟，把OpenFOAM替代商业软件来使用，OpenFOAM已基本具有这样的功能和人气，与Fuent，Star-CD等相比较，OpenFOAM显然具有更高的求解效率和灵活性。
2)用户自定义求解器，即利用OpenFOAM的基本类库，如finiteVolume，OpenFOAM库来按照自己的求解流程来编写针对某类应用的求解器。用户需要开发的求解器就是类似于在
OpenFOAM的applications中所看到的标准求解器icoFOAM，simpleFOAM等。显然这一需求是非常大的，从OpenFOAM问世以来，已有很多用户定义了自己的求解器。这类需求的特点是，并不需要特别关心，离散和求解的最底层的知识，如时间项离散，空间项离散等，关注的重点是求解的步骤或者流程。在编程中，通常是顶层的求解流程的开发，在多数情况下可以不编译OpenFOAM的finiteVolume和OpenFOAM库。这种顶层的求解器的开发，是我们以前常常忽略的，或者是以前没有能力做到的。需要指出的是，商业软件中的所谓udf，user subroutine和这是不可相比的。
3)用户自己定义离散方法等。对于研究离散格式、代数求解器等人来说，更关注时间项ddt，扩散项Laplacian，对流项div是如何离散的，能否有更高效更高精度的离散方法，这需要修改finiteVolume库和OpenFOAM库中对应的代码。尤其是对流项，尽管OpenFOAM已经提供了基于NVD和TVD的模板和40多种有名的高阶高精度格式，但可以预见，这仍然是不够的，毕竟对流项的离散仍然是目前CFD的重点研究方向。
可以肯定的是，目前有很多人关注类型2的应用，毕竟将OpenFOAM当成Fluent或Star-CCM来使用，并不见得方便。但是将OpenFOAM作为类库来构建自己的求解器，这是其它软件无法实现的。
二(OpenFOAM程序开发的基本知识
2.1OpenFOAM的基本术语
重要的环境变量:
$WM_PROJECT_USER_DIR ―― OpenFOAM的用户目录
$FOAM_TUTORIALS ------OpenFOAM的算例目录
$ FOAM _SRC ------OpenFOAM库的源程序目录
$ FOAM_APP ------ OpenFOAM的求解器目录
$ FOAM_APPBIN ------- OpenFOAM的求解器执行文件目录
$ FOAM_RUN ------用户的算例目录
重要的shell:
run , cd to $FOAM_RUN
src = cd to $FOAM_SRC
app = cd to $FOAM_APP
util = cd to $FOAM_APP/utilities
sol = cd to $FOAM_APP/solvers tut = cd to $FOAM_TUTORIALS 求解器的基本文件结构
appName 包含求解器源代码的目录
+appName.C 求解器主程序
，CreateFields.H 场变量的声明和初始化
+Make/ 编译指令
+files 编译需要的源程序文件和生成的目标文件
+options 编译选项,如链接库等
appName/appName.C是求解器的主程序
appName/createFields.H声明变量，并从文件中读入初值，如p，物性。 appName/Make/files 所有源程序的名称，一个文件一行，最后一行是目标代码的名称和存放位置，EXE=$(FOAM_USER_APPBIN)/appName appName/Make/options设定查找头文件和库的路径，EXE_INCS,和需要链接的库EXE_LIBS
算例的基本文件结构
case/ 算例目录
+0/ 包含初始和边界条件
+constant/ 包含初次读入后，不随时间变化的数据 +polyMesh/ 包含多面体网格数据
+transportProperties/ 包含物性数据
+system/ 包含计算控制和离散格式设定
+controlDict 包含计算控制，如时间步长等
+fvSchemes 包含离散格式设定
+fvSolutions 包含代数求解器或SIMPLE，PISO算法设定 具体而言
case/0 每个需求解的变量需要一个文件设定其初始边界条件 case/constant/polyMesh 网格数据，如owner neighbour points faces boundary
case/system/transportProperties 物性数据
case/system/controlDict 设定起始终止时间，时间步长，输出控制
case/system/fvSchemes 设定程序用到的每个微分算子的离散格式 case/system/fvSolution 为每个变量选择代数方程求解器/收敛精度及PISO等算法设定 三(OpenFOAM程序开发的理论知识
作求解开发，必须能写出需要求解的控制方程及其定解条件，并且对于如何求解方程或方程组的步骤已经明确。
这些流体力学、传热学以及相关的理论是必需的，所谓连续介质力学中的数学模型，控制方程和定解条件就是表示它的语言。
在这里是不可能说清楚的，这要看个人的功底了。
四 .OpenFOAM程序开发的最简单的例子
下面采用OpenFOAM来开发一个用户自己的求解器。主要是利用OpenFOAM的标准求解器icoFoam，用户不需要写任何代码，只为为了熟悉OpenFOAM程序开发的环境和步骤。 步骤:
1) 将icoFoam目录拷贝到新的目录
可采用下面的Linux的命令实现:
到OpenFOAM的incompressible目录
cd applications/incompressible
cp –r icoFoam myicoFoam
以上只是复制目录icoFoam到新的位置，并且新目录名为myicoFoam cd myicoFoam
进入新的目录，查看一下，可以看到里面的文件和icoFoam中是否一样 2) 原文件改名，并且删除依赖文件
将icoFoam.C改名myicoFoam.C
mv icoFoam.C myicoFoam.C
删除依赖文件
rm icoFoam.dep
3) 修改编译文件files和options
进入Make目录，打开files文件， 将
icoFoam.C 源程序文件名
EXE = $(FOAM_APPBIN)/icoFoam 可执行文件名 修改为
myicoFoam.C 源程序文件名
EXE = $(FOAM_APPBIN)/myicoFoam 可执行文件名 此例中options不需修改，可以打开看看 EXE_INC = \ 头文件包含
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude
EXE_LIBS = \ 链接库
-lfiniteVolume
4)删除原来的obj文件
rm –rf linuxGccDPOpt cd ..
5)编译
wmake
6) 检验一下
到tutorial目录，检验一下
myicoFoam . cavity 六.OpenFOAM程序开发――例子一:在icoFoam中加入温度场求解
准备:
能量控制方程:
dT/dt+div(den*U*T)=div(a gradT)
在壁面上给定值条件。
需要解决的问题:
a)如何创建标量场，T
b) 如何创建物性，a
c)如何定义温度方程，并求解
d) 如何在算例中设定T和a
e)如何设定T的离散格式
f)如何设定T的求解器的收敛标准等
步骤:
1)创建程序需要的新物性和新变量场
打开myicoFoam.C可以看到，程序开始运行时调用CreateFields.H，创建变量场。 打开CreateFields.H，可以看到程序首先从transportProperties文件中读入物性，
Info<< "Reading transportProperties\n" << endl;
IOdictionary transportProperties
(
IOobject
(
"transportProperties", 从字典文件transportProperties读入 runTime.constant(), //transportProperties文件位于目录runTime.constant()中
mesh, 网格对象
IOobject::MUST_READ,
IOobject::NO_WRITE
)
); 创建了Iodictionary类型对象 transportProperties
dimensionedScalar nu //首先读入粘性系数
(
transportProperties.lookup("nu")
); 创建有量纲标量nu，nu通过从字典transportProperties查找”nu”来赋值 可以加上新方程需要的物性
dimensionedScalar DT //首先读入热扩散率
(
transportProperties.lookup("DT")
); 创建有量纲标量DT，DT通过从字典transportProperties查找”DT”来赋值 此外还要从createFields中读入p,U场，我们要加入的新的变量场为温度场T，最快的加入温度场的方法是拷贝p场的代码，修改为
Info<< "Reading field T\n" << endl;
volScalarField T
(
IOobject
(
"T",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
这样，创建了新的vol标量场T，从文件T中读入。
对于T的创建具体解释如下:
a)创建了标量场T
b)T通过读(IOobject::MUST_READ)在runTime.timeName()目录下名称为“T”的文件创建，在开始计算时，runTime.timeName()是contorlDict中设定的startTime值决定的。 c)T将自动写入(IOobject::AUTO_WRITE)计算结果到runTime.timeName()目录中，runTime.timeName()随迭代是变化的，写入控制由contorlDict中设定。 d)T是定义在mesh对象上的，这意味着T在内部cell上有值internalField，在边界上还需要边界条件，这与polyMesh/boundary中要一致。
2)在求解器中加入新的求解方程
下一步回到myicoFoam.C加入新的微分方程，由于温度场依赖于速度场，可放在PISO循环后面。
# include "continuityErrs.H"
U -= rUA*fvc::grad(p);
U.correctBoundaryConditions();
// Add the temperature equation
fvScalarMatrix Teqn 温度是标量方程
(
fvm::ddt(T)
+ fvm::div(phi, T) 要用到界面流量
- fvm::laplacian(DT, T) 扩散项
);
TEqn.solve(); 求解
3)编译
wmake
4)在算例中加入新方程的初始和边界条件
4.1拷贝一个cavity算例到mycavity
4.2修改transportProperties字典文件，设定DT
cd constant
修改transportProperties文件，前面已提到DT要从该字典文件读入。设定DT=0.002m2/s
DT DT [0 2 -1 0 0 0 0] 0.002;
4.3修改T文件，设定初始值和边界
cd 0 进入0目录
拷贝一个T文件
cp p T
修改T文件为
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class volScalarField;
object T;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
dimensions [0 0 0 1 0 0 0]; internalField uniform 300; 初始内部点为300?
movingWall
{
type fixedValue; value uniform 350.; 边界为350?
}
fixedWalls
{
type fixedValue; value uniform 300.; 边界为300?
5)修改离散格式和代数求解器求解控制文件
A进入system目录
由于温度方程有非稳态项，对流项，扩散项，分别要在ddt，div，laplacian中设置 打开fvSchemes文件，添加
divSchemes
{
default none;
div(phi,U) Gauss upwind;
div(phi,T) Gauss upwind; }
laplacianSchemes
{
default none;
laplacian(nu,U) Gauss linear corrected;
laplacian(DT,T) Gauss linear corrected;
laplacian((1|A(U)),p) Gauss linear corrected;
}
在fvSolution中设置代数求解器选项
T PBiCG
{
preconditioner DILU;
tolerance 1e-06;
relTol 0;
};
注意T方程形成的矩阵是非对称的，不要用PCG和DIC
6)运行
myicoFoam . mycavity
七.OpenFOAM程序开发――求解器的详细分析1 进入icoFoam目录
可以看到
createFields.H icoFoam.C icoFoam.dep Make/
Make/为wmake编译所需的文件
IcoFoam.C为主程序文件，它包含createFields.H 编辑icoFoam.C
可以看到icoFoam.C首先引入的头文件为fvCFD.H。 所以你可以看到，在编译选项options中
EXE_INC = \
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude //fvCFD.H的存放目录 EXE_LIBS = \
-lfiniteVolume //需要链接的库 找到fvCFD.H,编辑，可以看出这些是主程序必须的类库 #ifndef fvCFD_H
#define fvCFD_H
#include "parRun.H"
#include "Time.H" 时间类
#include "fvMesh.H" 网格类
#include "fvc.H" fvc类
#include "fvMatrices.H" fvMatrix类
#include "fvm.H" fvm类
#include "linear.H"
#include "calculatedFvPatchFields.H"
#include "fixedValueFvPatchFields.H"
#include "adjustPhi.H" #include "findRefCell.H"
#include "mathematicalConstants.H" #include "OSspecific.H"
#include "argList.H"
#ifndef namespaceFoam
#define namespaceFoam
using namespace Foam;
#endif
#endif
再看看icoFoam的程序体,了解一下求解程序的结构
#include "fvCFD.H" ――――――――――――――――(头文件)
通常位于main函数前，是程序所需的类的定义 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
int main(int argc, char *argv[]) {
―――――――――――――――(包含文件) # include "setRootCase.H"
# include "createTime.H"
# include "createMesh.H"
―――――――――――包含文件通常是程序片断，如创建时间、创建网格等 ―――――――――――――――(求解器代码)―――――― # include "createFields.H" 需要根据应用，单独写的代码，如"createFields.H"和Main，以及Ueqn，pEqn等
――――――――――――――――――――――――――――――――――――― # include "initContinuityErrs.H"
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
。。。。。
}
八.OpenFOAM程序开发――求解器的详细分析2
a.场变量的定义
引用前面的温度场
Info<< "Reading field T\n" << endl;
volScalarField T
(
IOobject
(
"T",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::MUST_READ,
IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh
);
例如
volScalarField CO2
(
IOobject
(
"CO2",
runTime.timeName(),
mesh,
IOobject::READ_IF_PRESENT, IOobject::AUTO_WRITE
),
mesh,
// Optional declaration, this can be done by accessing a file in "case/0/"，量纲可在文件中读
// dimensionedScalar("zero", dimensionSet(1,-1,-3,0,0,0,0), value)
);
b.场变量的使用
场变量有定义在内部cell上的值，也有边界上的值
例如给组分限值
Example of a mass fraction limiter used in this project:
// Initialize the variable Y_i for use in a loop
scalarField& CO2Internal = CO2.internalField(); 引用内部点
// Loop for all mesh points 遍历内部点
forAll(CO2, celli)
{
// Limits the mass fraction to a positive number
if (CO2Internal[celli] < 0.0)
{
CO2Internal[celli] = 0.0;
}
// Limits the mass fraction to max 1.0 if (CO2Internal[celli] > 1.0)
{
CO2Internal[celli] = 1.0;
}
}
c.定义输运方程
OpenFOAM 定义方程时要选择一种类型的fvMatrix，有fvScalarMatrix和fvVectorMatrix
离散格式在case/system/fvSchemes.中设定
// Define a ScalarMatrix as a object fvScalarMatrix CO2Eqn 定义系数矩阵
(
fvm::div(phi, CO2) 对流项离散fvm::div
- fvm::laplacian(turbulence->nuEff(),CO2) 扩散项离散fvm::div == S_CO2 源项
);
// Apply underrelaxation to the equation
// Under relaxation factors defined in file: fvSolution
CO2Eqn.relax(); 松弛
CO2Eqn.solve(); 求解
运用OpenFOAM编译器wmake编译自己的程序 本文将OpenFoam的编译系统介绍一下，并给出了如何在OpenFOAM下编译“hello world”程序。OpenFOAM用的编译器是gcc，他并不是直接运用该编译器，而是将该编译器进行了包装，也就是wmake。OpenFOAM中的头文件通常为H结尾，而代码文件是以C为扩展名，应当注意，这里的C为大写的，如果写成小写，wmake会出现编译错误，尽管你编写的代码没有错误。 运用wmake编译程序，程序所在的文件夹结构必须为如下形式
Make所在的文件夹中放有主程序和在主程序用到的所有头文件，这里面的代码文件和头文件名字任意。Make文件夹里面有两个文件files和options，这两个文件的名字不能改变。
files文件主要干两件事
(1)指定哪些文件需要编译，这里的文件是代码文件，也就是.C文件，而不包括.H文件 (2)指定你要编译的类型，是编译成库，还是编译成可执行文件，以及编译成的库文件或者可执行文件的名字。
下面是icoFoam的Make文件夹下的files文件的内容
icoFoam.C
EXE = $(FOAM_APPBIN)/icoFoam
要编译的代码文件直接将名字写到里面就行了，如果有多个代码文件，直接一个一个列在上面就行了。
下面为编译程序类型EXE=，说明要编译成可执行文件，等号右面为编译后的文件放在什么地方。这一行也可以不写，他会将编译的可执行文件放到当前文件夹，名字为OpenFOAM.out.
如果你要编译成库的话请采用”“LIB= ...”等号后面放编译的库文件所在的目录，一般编译库文件命名为lib...，这是一个习惯，而非规定。
options文件也是干两件事
(1)指定编译的头文件所在的目录，如果说所用的头文件在当前文件夹或者标准C++的头文件，无需指定。
(2)指定编译当前程序所用到的库。
下面为icoFoam下的options文件的内容
EXE_INC = \
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude EXE_LIBS = \
-lfiniteVolume
EXE_INC=用于所运用到的头文件所在的目录，EXE_LIB用来指定所有到的库。注意这里的库为OpenFOAM中的库或者你自己写的库，C++的标准库无需在这添加。 因此如果你不使用OpenFOAM中的库，而是自己独立编写C++程序，并且所有的头文件都在当前的根目录，options里无需指定任何东西。
下面是一个简单的“Hello world”c++程序，按照我说的方法试一试,
第1步:建立一个目录，用于编译当前的Hello world程序,
下面为当根目录建立一个hello的文件夹，并进入hello文件夹。 cd //进入根目录
mkdir hello //建立文件夹，名为hello
cd hello //进入hello
第2步: 建立Make文件夹，并进入Make建立files和options文件 mkdir Make //建立Make文件夹
cd Make //进入Make
touch files //创建files文件
touch options //创建options文件
cd.. //退出Make文件夹
第3步:建立程序文件hello.C, 打开hello.C进行编程序
touch hello.C //创建hello.C
kate hello.C //打开hello.C
输入如下代码
#include"iostream"
using namespace std ; int main ()
{
cout<<"hello world"<0时，认为Ax=b收敛。 这里的r1为内残差。
对于稳态问题:只有当r->0时，才被认为收敛，也就是(x_1 - x_0)->0. 也就是我们在cfd计算中通常见到的那个残差，fluent及其pyFoam输出残差图就是这个r。r常被作为收敛判据。 对于非稳态问题，下一时刻的求解结果用于和当前的求解结果不一样(时变的，也就是非稳态)，这时候r并不是很小，对于特定的问题，这个r永远不可能很小(因为是非稳态问题),所以对于非稳态问题外残差r不能作为收敛判据。
无论是稳态还是非稳态，都必须是代数方程Ax=b收敛，r1->0 时，是必须满足的。但是在稳态计算中，由于某一个迭代的结构没有意义，这时候为了减少计算量通常给定一定的迭代次数，而并不是设定r1必须满足一定的限制。这是fluent采用的一种手段。而对于非稳态问题，由于我们关心某一个时刻的值，这时候必须是r1->0，使得求解的代数方程收敛，因此r1才是作为非稳态问题的收敛判据。
在openfoam中两个残差都有，外残差就是你在迭代过程中的输出屏幕上看到的那个initial residual，而内残差就是求解某一个方程迭代一定后的那个残差，内残差r1，可以通过在fvSolution里面的代数方程求解器中设定，relTol(相对残差)tol(绝对残差)。两者的区别不用说了吧。
外残差只对稳态的求解器有，就是fvSolution下的Simple字典下的convergence，可以通过下面方法设置
Simple
{
convergence 1e-6;
}
当所有方程残差外残差小于1e-6时，认为收敛，求解器停止计算。
OpenFOAM中非均匀初始场的设定
采纳网友的建议，这次讨论OpenFOAM中非均匀初始场设置问题。 对于openfoam非均匀场初始化现成程序有两个: 1)OpenFOAM自带功能setFields 2)社区中的funkySetFields. 下面介绍一下两者的使用。
1 setFields的使用
使用setFields只需要将system文件夹中建立setFieldsDict，然后在其中设置相应的参数，设置完后，在case根目录下利用控制台输入setFields就可以了。下面介绍一下interFoam算例中的setFieldsDict.该字典位置在
OpenFOAM-1.6/tutorials/multiphase/interFoam/laminar/damBreak/system/setFieldsDict，文件中的内容为
FoamFile //文件头
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
location "system";
object setFieldsDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
defaultFieldValues //用来设定场的默认值
(
volScalarFieldValue alpha1 0 // 设置场alpha1的默认值
);
regions //设置alpha1不为0 的区域
(
boxToCell // 方形区域内的cell
{
box (0 0 -1) (0.1461 0.292 1); //方形区域的边界，两点xyz最小点和xyz最大点
fieldValues //用来指定定值
(
volScalarFieldValue alpha1 1 //用来alpha1场在上面box区域内的值的大小
);
}
);
setFields对于规则区域定值使用比较方便，但是很难实现比较复杂内部场的设置，比如满足某种关系式的内部场设置。
2 funkySetFields的使用
用来设定比较复杂的内部场。 可以指定满足一定条件的关系式的初始场。 2.1 软件的获取
funkySetFields在官方或者dev版本里面都没有该功能，可以通过下面命令获取。运行下面的命令需要你的电脑安装svn。
svn checkout
tProcessing/FunkySetFields/
2.2 软件的安装
该软件安装比较简单，直接进入该文件夹，并运行Allwmake
./Allwmake
2.3 使用
2.3.1 常用关键字
field //用来指定要修改的场
expression_r //用来指定表达式
condition //用来指定上述表达式应当满足的条件
keepPatches //用来说明是否保持原来边界条件，最好加上，不加的话，funkySetField会给所有边界为0梯度
create //用来说明是否是新建场
valuePatches //用来指定那些定值边界由临近内部节点值给定
dimension //用来指定新建立场的单位
time //用来指定funkySetField所指定的时间点
应当指出，上述关键字可以直接在控制台上输，也可以写在名字为funkySetFieldsDict(类似于setFieldsDict)中。
2.3.2 使用方法
方法1 直接在控制台输入
直接进入你要初始话的case中，输入类似于下面的命令。如上面的setField也可以通过下面的funkySetFields命令来实现
funkySetFields -time 0 -keepPatches -field alpha1 -expression_r "1" -condition
"pos().x <= 0.1461 && pos().y <= 0.292" 注意比较长的式子用单引号或者双引号隔开。 上述关键字没有次序要求。 方法2 使用funkySetFieldsDict字典
方法和上面setFields差不多，在system文件夹中建立funkySetFieldsDict字典文件，对于上面表达式可以通过下面字典文件实现。
expression_rs //设置复杂内部边界入口
(
alpha // 设置alpha1，名字任意
{
//操作的场 field alpha1;
expression_r "1"; //表达式
condition "pos().x <= 0.1461 && pos().y <= 0.292" ;//执行上述表达式的条件 keepPatches true; //是否保持以前边界
}
pressure1 //设置压力，名字任意
{
field p; //指定操作场
expression_r "10.*(0.1-pos().y)"; //执行表达式子，无条件
}
pressure2
{
field p; 指定表达式
expression_r "p+U&U"; //表达式子 condition "pos().x > (max(pos().x)-min(pos().x))/2"; //条件
}
);
从上面可以看出，使用funkySetFieldsDict可以实现更为复杂内部场，且可以同时对多个
场进行操作
2.3.3 表达式中的常用支持
也许你已经注意到，上面例子中condition和expression_r使用了表达式，funkySetFields
中你可以使用下列常用的操作符或者函数 1) C，，基本操作符
+,-,*,/，%， <,>,<=,>=,!=,==， &&,||，, : 2)OpenFOAM定义的向量操作符
&,^
3)圆周率常量
pi
4)标量函数
pow,log,exp,sqr,sqrt,sin,cos,tan
5)OpenFOAM中的一些函数
mag:求模
grad :求标量梯度
curl :求向量旋度
snGrad:表面法向剃度
div :向量场散度
laplaction :求一个场的laplacian项目 min,max :标量场的最值
pos :网格中心位置矢量
fpos :面中心位置矢量
face :表面法向量场
area:表面面积场
vol :网格单元体积场
deltaT :时间步长
time :当前时间
setFields和funkySetField可以实现比较复杂的内部场初始化，而对于复杂的边界场，你要自定义边界条件了。
使用OpenFOAM的基本流程
任何CFD软件的使用无非通过3个基本步骤: 前处理，CFD计算，后处理 前处理主要包括:网格的生成，物理参数的设定，初始边界条件的设定，求解控制设定，方程求解方法的选择，离散格式的选择。
网格生成:
OpenFOAM带有自己的网格生成功能blockMesh,他可以生成块结构化网格，使用比较简单，但对于复杂几何，该功能实施比较复杂。
可以采用其网格软件如:gridgen，pointwise，gambit，icemcfd，tetgen,gmesh,ansys等生成网格，通过网格转换功能将其转换为openfoam可识别的网格。我本人通常采用gridgen生成fluent网格，再采用fluentMeshToFaom功能转换为openfoam可识别网格。
物理参数的设置:
OpenFOAM中的物理参数文件都在当前case文件夹里面的constant文件夹中，里面常用的文件通常常有
environmentalProperties:设定环境参数，重力加速度
transportProperties:传输相关参数，比如黏性，密度，对于非牛顿流体的黏性模型及其参数等
LESProperties:大涡模型及其相关的模型参数
RASProperties: 雷诺时均模型及其相关模型参数
thermodynamicProperties:热物理相关参数
这些文件的名字由solver里面定义，可以任意更改，上面书写是openfoam中的一个惯例，至于如何更改，请参看solver说明。
初始边界条件的设定:
初始条件和边界条件设定都在case文件夹中的0文件夹中，在Openfoam中，每个求解变量都有自己的单独的求解文件，下面以/OpenFOAM/OpenFOAM-1.5/tutorials/icoFoam/cavity/0/p压力文件为例进行说明
FoamFile //文件头
{
version 2.0; //版本号
format ascii; //存储形式二进制或者ascii
class volScalarField;//场的类型，体心标量场
object p; //场的名字
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
//场的单位，应当注意这里的压强单位并非实际压强，而是压强除去密度(p/rho)的单位 //因为openfoam对动量方程直接求解的速度
dimensions [0 2 -2 0 0 0 0]; //初始条件:内部场为均匀场，所有全为0，如果不均匀场则采用setField或者funkySetField对初始场进行//设置,如何使用这些功能，以后再说明。
internalField uniform 0;
//边界条件
boundaryField
{
movingWall //边界名字
{
type zeroGradient; //边界条件为第二类边界条件，梯度为0
}
fixedWallsm //边界名字
{
type zeroGradient;//边界条件为第二类边界条件，梯度为0
}
frontAndBack //边界名字
{
//空边界条件，说明求解是二维流动，这个在openFOAM是独有的，如果遇到该类边界，该边
界不参与方程离//散，也就是什么都不做。
type empty;
}
}
求解控制设定:
文件为system/controlDict,典型的controlDict文件如下 //文件头
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
object controlDict; }
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
//当前case所用求解器的名字
application icoFoam;
//程序从什么时候开始执行，startTime开始
startFrom startTime; //startTime 设定为0，即从0时刻开始执行
startTime 0;
//程序什么时候结束，endTime结束
stopAt endTime; //程序结束时间
endTime 0.5;
//当前算例的时间步长
deltaT 0.005; //以什么方式写文件，按照时间步长写(也可以为runTime,即按照时间来些)
writeControl timeStep; //20个时间步长,20*timeStep写一次;(如果按照时间来写的话为1) writeInterval 20;
//写过程是否覆盖，如果0则不覆盖，大于0为覆盖，比如:2，case文件家中只有输出文件 比
如6 和 7，//当算到8时候，会覆盖6，9会覆盖8，以此类推 purgeWrite 0;
//写的格式ascii或者binary
writeFormat ascii;
//文件写入精度
writePrecision 6;
//是否对生成数据进行压缩，压缩的话会战较少空间。uncompressed/compressed;
writeCompression uncompressed; //时间文件夹格式:fixed m.ddddd(d的个数取决于下面的timePrecision)，scientific :采用科学
计数//法，general:科学计数法指数小于,4用指数，大于,4用小数 timeFormat general;
//时间文件夹精度
timePrecision 6;
//在求解过程中是否允许修改以上参数
runTimeModifiable yes;
方程求解方法的选择:
文件为system/fvSolution，典型的文件为
//文件头
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
object fvSolution; }
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
solvers //方程求解器
{
p PCG //压力采用预条件共轭梯度法(主要用于求解对称矩阵)
{
preconditioner DIC; //预测器,对角不完全Cholesky方法
tolerance 1e-06; //参差
relTol 0; //迭代容差
};
U PBiCG //速度采用预条件双共轭梯度法(主要用于反对称矩阵)
{
preconditioner DILU; //预测器，对角不完全LU
tolerance 1e-05;//残差
relTol 0; //迭代容差
};
}
PISO //piso控制参数
{
nCorrectors 2;//修正次数
nNonOrthogonalCorrectors 0;//非正交修正次数
pRefCell 0;//压力参考cell的index
pRefValue 0;//压力参考值
}
如果对求解器不明白，可以参看相关理论，或者直接找到一个差不多的case进行复制。
离散格式的选择:
文件:system/fvSchemes，典型文件
//文件头
FoamFile
{
version 2.0;
format ascii;
class dictionary;
object fvSchemes; }
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
//非稳态格式
ddtSchemes
{
default Euler; //默认采用欧拉离散，其他格式以后介绍 }
gradSchemes //梯度离散
{
default Gauss linear;//梯度离散采用高斯方法，线性插值
grad(p) Gauss linear; //压力的梯度离散
}
divSchemes //散度离散
{
default none; //散度的离散(必须指定没有默认值)
div(phi,U) Gauss linear;//对流项离散，高斯理论，采用线性插值 }
laplacianSchemes //拉普拉斯项离散
{
default none; //拉普拉斯项离散，必须指定
laplacian(nu,U) Gauss linear corrected; //扩散项离散采用高斯理论，采用线性插值，并带有非
//网格正交修正
laplacian((1|A(U)),p) Gauss linear corrected;//压力方程离散采用高斯理论，线性插值，带有非//
网格正交修正
}
interpolationSchemes //插值格式
{
default linear; //默认线性插值
interpolate(HbyA) linear;//线性插值
}
snGradSchemes//梯度发法向分量
{
default corrected;//默认带有非正交修正
}
fluxRequired //是否计算流律
{
default no; //默认不计算
p;//压力需要计算，因为需要利用压力流律修正速度
}
CFD计算:
设定上述参数后，直接在case文件中，在控制台中输入相应求解器的名字即可。如果参数设置有误，会得到提示。
后处理:
openfoam推荐的后处理软件为paraview，当然你可以运用foamToTecplot功能将其转换为tecplot格式运用tecplot进行处理，或者运用foamDataToFluent转化为fluent格式进行后处理，所有支持的转化在/OpenFOAM-1.5/applications/utilities/postProcessing/dataConversion文件夹中。
Windows下OpenFOAM开发及使用环境配置指南 OpenFOAM是一款优秀的开源CFD软件, 其实更应该称作是一个程序库, 用户可以在其平台上进行源码级开发. 目前OpenFOAM已经拥有大量的CFD求解器可供使用. 更重要的是, 它是完全免费的. 更更重要的是, 我们可以在其提供的CFD类库(网格, 场, 离散算法)基础上任意进行二次开发, 从而配置出适用于自己的CFD程序. 更更更重要的是, 我们可以在不违背 GPL
协议
离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载
的前提下任意分发软件, 不存在使用其他盗版商业软件的违法问题(虽然这每时每刻都在发生, 也许你的 Windows就是盗版...). Anyway, 无论从哪个角度来讲, OpenFOAM都是 "FREE" 的. 尤其对于科学研究来讲, OpenFOAM 非常适合开发CFD模型,在面向对象的设计体系下, 代码重用和模型扩充会为你的科研积累增色不少.
OpenFOAM 的开发源于Linux, 这对只熟悉Windows的用户来说是个噩耗, 尤其在中国更多的人习惯于使用 Windows. 作为研究人员, 可以花上几个星期去钻研Linux, 从而适应在Linux下的
OpenFOAM开发及使用. 然而如果你把自己的程序交付给别人使用时, 让他在早已习惯于Windows的情况下去重新学习另一个操作系统, 恐怕还是太费劲儿了点儿. 即便是自己研究之用, 有时一些前后处理软件我们已经习惯了使用Windows版本, 在不同系统之间切换还是一件烦人的事情(有朝一日在学界TeX取代了MS Word时或许就不用切换了).
另外更多的情况是, 你的实验室里大多数机器跑的都是Windows, 如果你要把OpenFOAM程序放到上面运行, 那麻烦也来了...总而言之, 我们还需要一个Windows版本的OpenFOAM.
一些人在这方面做了工作. 早在OpenFOAM还处于1.2版本时, 便有人将其通过Cygwin移植到Windows下. 到今天发展到1.7版本, 虽然断断续续, 但总有人在做. Cygwin是Windows下的模拟Linux环境, 可以进行程序开发, 但得到的程序需要依赖于Cygwin环境运行, 当然也可以脱离Cygwin环境, 将程序(exe, dll)打包然后移植到其他计算机上,但必须带上cygwin1.dll, 因为程序对Windows的一些调用都是通过cygwin1.dll实现的, 这也就加大了计算的开销, 对讲求效率的CFDer来说, 绝不是一个好消息. 但Cygwin的一个好处是可以在Windows下进行程序开发, 这对使用Windows从事科研工作的人是个好消息.
另一套解决
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
是在Linux下通过交叉编译得到 Windows下可执行的OpenFOAM程序, 交叉 编译环境采用MinGW. MinGW可以看做一个平台, 也可以看做gcc的一个版本, 它可以使你在 A 操作系统上编译得到 B 操作系统的程序. Symscape ()和 blueCAPE () 公司在这方面做了大量的 port工作,他们的产品分别是 OpenFlow 和 blueCFD. 他们在提供有偿服务的同时,也公开了其port方案和相应的的 patch, 尤其是 blueCAPE 的 Bruno Santos 还在OpenFOAMWiki 上维护了一个相当全面详细的页面(见后参考链接). 这种采用交叉编译得到的 OpenFOAM由于不存在Cygwin这一层的调用,因此其运行速度较之前一种解决方案会有所提升. 但是这种方案下的缺点是显而易见的, 开发过程还只能在Linux下进行, 系统切换仍然是个问题.
如果能在Windows下利用Cygwin环境进行开发, 同时编译的程序又能脱离Cygwin运行, 那是再好不过了. 这样可以在一个操作系统下同时进行开发/调试和运行, 就像 Windows的native程序一样, 不失为在Windows下使用OpenFOAM的最理想目标了. Cygwin + MinGW为这种目标的实现提供了可能. 在Wyldckat(Bruno Santos @blueCAPE的OpenFOAMWiki ID)的wiki页面上描述了该解决方案, 但对于OpenFOAM的编译过程, 主要还是针对在Linux下利用MinGW进行交叉编译的情况. 对于Cygwin下的MinGW编译, 需要有一些修改的地方,本文把这些实现的细节做一总结描述, 作为该wiki的补充, 主要目的还是给中国的用户/同行做些参考, 尤其是对于年轻的研究生/博士生, 作为科研的主力军, 深入到OpenFOAM这样的专业软件中做些扎实的研究还是有益的, 能让你在方法层面
更加深刻地理解CFD, 至少比拿Fluent算点东西就发paper, 凑合着混毕业要好得多.
需要说明的是, 这种配置/开发/运行方案也有一个不足, 就是编译出来的程序在 Cygwin环境下无法运行, 而需要在Windows的命令行(或bat文件)来使用. 对习惯了使用Cygwin/Linux的人来说有点不爽, 好在MinGW的开发者提供了MSYS环境, 经过简单的配置,我们可以在Windows下按Linux的习惯来运行程序. 这样, Cygwin+MinGW做开发, MSYS 作运行环境,打造出一个 Windows 下开发及使用 OpenFOAM 的 CFD 环境.
基本环境:
~~~~~~~~
操作系统:Windows 7 Ultimate 32 bit
Linux环境:Cygwin 1.7 32bit
OpenFOAM: 1.6
并行环境:MPICH2
配置过程:
~~~~~~~~
1. Install Cygwin (国内镜像www.cygwin.cn)
(1) 除基本安装外，还需安装以下包:
autoconf automake binutils bison byacc diffutils patch doxygen
flex gcc-core gcc-g++ git make python readline texinfo wget w3m
(2) 其余建议安装包:
bzip2 gitk liblzma rxvt vim 2. 修改注册表, 使系统区分大小写
(1) HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\
kernel\ObCaseInsensitive 设为0.
(2) 重启系统使应用生效.
3. 配置Cygwin
(1) 启动Cygwin, home/目录将依据当前Windows用户创建. 若用户名存在空格, 则需要在Cygwin根目录下的 /etc/passwd 中将映射名改为无空格的用户名标识, 并重启Cygwin.
(2) 在Cygwin Shell中输入
mkdir OpenFOAM
echo export TEMP=/tmp >> ~/.bashrc
echo export TMP=/tmp >> ~/.bashrc
以创建OpenFOAM安装目录并使TEMP/TMP变量有效.
(3) 在Windows中建立文件夹, 用于mount OpenFOAM及tmp目录: 在/etc/fstab中添加
/home//OpenFOAM ntfs binary,posix=1 0 0
ntfs binary,posix=1 0 0
其中 为OpenFOAM的实际安装目录, 为实际临时目录. patch
命令的运行依赖/tmp目录.
- NOTE: 将以上目录设在根目录下比较方便, 且保持命名简洁易记.
(4) 重启Cygwin使修改生效. 输入
ln -s /usr/bin/cpp /lib/cpp
以使wmake正确运行.
4. 安装OpenFOAM
(1) 下载OpenFOAM-1.6.General.gtgz, ThirdParty-1.6.General.gtgz解压到安装目录
tar xzf OpenFOAM-1.6.General.gtgz
tar xzf ThirdParty-1.6.General.gtgz
(2) 下载PatchesNBatches.tar.gz并解压到$HOME/OpenFOAM目录. 在该目录下运行命令
patch -p0 < pnb/OpenFOAM-1.6_patch
patch -p0 < pnb/ThirdParty-1.6_patch
(3) 修改脚本, 配置OpenFOAM环境
(3a)在$HOME/.bashrc文件中添加下面一行:
source $HOME/OpenFOAM/OpenFOAM-1.6/etc/bashrc-mingw32
使OpenFOAM配置随Cygwin启动生效. bashrc-mingw32中需将case $WM_ARCH in
Linux)中的"Linux)"改为"*)", 以使Cygwin能够假冒Linux. (当然也可以加入
Cygwin选项, 但会涉及到一些需要适应OpenFOAM的规则配置, 如wmake rule
等, 不建议使用. 这种假冒策略是一个trick, 如果仅是本人在 cygwin 下使
用, 这种做法足够, 且可将源码修改降至最低. 至于考虑平台可移植性的通用性设置, 则应该是OpenFOAM发布者该做的事情)
(3b)重启Cygwin, 发现有编译器未安装的警示信息, 不用理会, 这是因为OpenFOAM
认为编译器是mingw32, 有错误提示是正常的. 我们需要做的检查当前系统是否含有gcc(用gcc -v命令, 我的版本是3.4.4)
(3c)运行以下 chmod 命令以使新patch的script文件正确运行
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/build-mingw32
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/build-mingw-w32
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/build-mingw-w64
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/build-mingw-w64-45
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/makeGcc44
chmod 744 $WM_THIRD_PARTY_DIR/get-mpich2
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/src/Allclean
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/applications/utilities/parallelProcessing/Allwmake
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/bin/tutowin
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/bin/foamDiff
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/bin/backupSourceFolder
chmod 744 $WM_PROJECT_DIR/bin/backupFullFolder
(3d)下载mpich2-1.1.1p1-win-ia32.msi文件, 安装32位 MPICH2 1.1.1p1, 将安装
目录下的bin, include和lib文件夹拷贝至ThirdParty-1.6/mpich2-1.1.1p1.
(3e)修改 bashrc-mingw32:将 WM_GETMPICH2 设为 DONTGETMPICH2
重启Cygwin使编译mingw32的环境设置生效.
(4) 编译mingw交叉编译器mingw32
(4a)将ThirdParty-1.6/build-mingw32脚本中以下变量对应的文件下载到
ThirdParty-1.6/mingwcc/source目录(手动创建).当然也可以下载这些
package 的最新版本, 但需注意要同时在脚本中修改相应的名字.
BINUTILS_ARCHIVE="binutils-2.19.1-src.tar.gz"
MINGW_ARCHIVE="mingwrt-3.15.2-mingw32-dev.tar.gz"
W32API_ARCHIVE="w32api-3.13-mingw32-dev.tar.gz"
REGEX_ARCHIVE="mingw-libgnurx-2.5.1-bin.tar.gz"
REGEX2_ARCHIVE="mingw-libgnurx-2.5.1-dev.tar.gz"
(4b)针对Cygwin环境修改build-mingw32脚本:
* BUILD=`uname -m`-$WM_ARCH-gnu 改为 BUILD=`uname -m`-pc-cygwin
* do_gmp, do_mpfr函数中将--host=$TARGET改为--host=$BUILD
* do_mpfr函数中--enable-thread-safe改为--disable-thread-safe
(4c)在ThirdParty-1.6目录下输入命令
./build-mingw32 GCC-4.3.3
运行脚本, 等待命令完成. (约数小时, 期间若有tar错误或者 no file or
directory错误, 不用理会.)
(5) 配置wmake编译环境.
(5a)建立flex++链接: 将 alias flex++='flex -+' 命令加入到
OpenFOAM-1.6/etc/alias.sh中
(5b)修改wmake rules. (我们现在的平台是"linux", 编译器是mingw32, 因此要改
的是OpenFOAM-1.6/wmake/rules/linuxmingw32文件夹中的内容)
* mplibMPICH中-lmpich改为-lmpi, 删除-lrt
* general中删除
include $(GENERAL_RULES)/byacc
include $(GENERAL_RULES)/btyacc++
加入
include $(GENERAL_RULES)/version
include $(GENERAL_RULES)/bison
(5c)修改zlib配置. 将ThirdParty-1.6/zlib/Make目录拷贝至
ThirdParty-1.6/gcc-4.3.3/zlib
(5d)重启Cygwin, 使修改生效
(6) 到OpenFOAM-1.6目录, wclean all && ./Allwmake, 完成.
*********************************************************************************
参考链接:
~~~~~~~~
with_MinGW
(blueCAPE)
(OpenFlow)
注意事项:
~~~~~~~~
*** <*>表示依赖于用户系统的一些变量, 用户需根据自己的系统配置来设定.
*** Cygwin只有32位的安装版本, 因此对gmp, mpfr, gcc的编译过程来说, 系统都是i686,
而不是x86_64, 在Cygwin中输入uname -m可确认这点
*** 以上配置过程请按顺序进行
*** 如格式不齐, 请拷贝到txt文档中用等宽字体查看本文档
文件下载:
~~~~~~~~
OpenFOAM-1.6.General.gtgz:
:
: :
si
mingw相关文件:
浙公网安备 33021202002483