OpenFOAM

OpenFOAM OpenFOAM Na licencji: open-source Lista aplikacji

OpenFOAM® (Open Field Operation and Manipulation) jest pakietem służącym do rozwiązywania szerokiej gamy zagadnień, od złożonych obliczeń CFD włączając w to reakcje chemiczne, turbulencje i przewodnictwo cieplne po dynamikę ciała stałego i elektrodynamikę. Pakiet firmy OpenCFD Ltd. jest dostępny na zasadach Open Source.

Oprogramowanie jest napisane w języku C++. Zawiera metody do rozwiązywania konkretnych zagadnień inżynierskich, biblioteki do przygotowania siatki obliczeniowej i moduły do wizualizacji obszaru i siatki objętych obliczeniami oraz wyników obliczeń. Istnieje również możliwość dopisania własnych procedur dla innych zagadnień, które wykorzystują narzędzia dostępne w bibliotece.

OpenFOAM rozwiązuje równania różniczkowe cząstkowe za pomocą metody objętości skończonych na nieregularnych siatkach w trzech wymiarach przestrzennych.


Metody standardowe

  • Metody dla podstawowych zagadnień CFD
  • Przepływy nieściśliwe
  • Przepływy ściśliwe
  • Przepływy wielofazowe
  • Direct numerical simulation (DNS)
  • Spalanie
  • Przewodnictwo cieplne
  • Metody dynamiki molekularnej
  • Bezpośrednie symulacje Monte Carlo (DSMC)
  • Elektromagnetyzm
  • Analiza naprężeń dla ciała stałego
  • Finanse


Konstrukcja metod rozwiązywania

OpenFOAM jest nie tylko zbiorem gotowych metod rozwiązywania dla z góry określonych klas problemów inżynierskich, ale również środowiskiem programowania do symulacji własnych zagadnień. Zagadnienie typu:


  \frac{\delta \rho \vec{U}} {\delta t} + \nabla \cdot \phi \vec{U} - \nabla \cdot \mu \nabla \vec{U} = - \nabla p
 

zapisane jest w języku OpenFoam jako

solve
(
    fvm::ddt(rho, U)
  + fvm::div(phi, U)
  - fvm::laplacian(mu, U)
    ==
  - fvc::grad(p)
);

Pozwala to w ramach tego pakietu na utworzenie nowych, bądź modyfikację już istniejących metod rozwiązywania zagadnień wykorzystując biblioteki OpenFOAM.


Narzędzia

  • Pre-processing
  • Post-processing za pomocą Paraview i innych pakietów
  • Generacja i modyfikacja siatek


Biblioteki

  • Różne modele turbulencji
  • Różne modele transportu
  • Różne modele termofizyczne
  • Lagrange Particle Tracking
  • Kinetyka reakcji


Techniki

  • Solwery układów równań liniowych: preconditioning, metoda gradientów sprzężonych dla rzadkich układów symetrycznych i niesymetrycznych; multigrid
  • Rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych: układy sztywne i niesztywne
  • Obliczenia równoległe: dekompozycja obszaru
  • Ruch siatki zgodny z danym ruchomym brzegiem
  • Metody numeryczne dla operatorów różniczkowych \nabla^2, \nabla \cdot, \nabla, \nabla \times, \delta / \delta t, 
\delta^2 / \delta t^2)


Dokumentacja i linki

Dostępne instalacje

  • Topola
    • openfoam/2.1.1
    • openfoam/5.0