OpenFOAM

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 15 martie 2022; verificările necesită 3 modificări .

OpenFOAM
Tip de	Operarea și manipularea câmpurilor cu sursă deschisă
Dezvoltator	Fundația OpenFOAM Ltd
Scris in	C++
Sistem de operare	Linux , UNIX
Prima editie	2004
ultima versiune	v2206 (iunie 2022) [1]
Licență	GNU GPL
Site-ul web	openfoam.org
Fișiere media la Wikimedia Commons

OpenFOAM ( în engleză  Open Source Field Operation And Manipulation CFD ToolBox ) este o platformă deschisă integrabilă pentru simularea numerică a problemelor din mecanica continuumului .

Caracteristici generale

OpenFOAM este un set de instrumente CFD distribuit gratuit pentru operațiuni cu câmpuri ( scalar , vector și tensor). Astăzi este una dintre aplicațiile complete și binecunoscute pentru calculul FVM .

Codul OpenFOAM, dezvoltat inițial în Marea Britanie de OpenCFD, Limited , este în prezent întreținut și dezvoltat de The OpenFOAM Foundation, o organizație non-profit fondată de Henry Weller (creatorul codului sursă FOAM), Chris Greenshields și Cristel de Rouvray. Codul își ia numele și ideologia construcției de la predecesorul său FOAM (Field Operation And Manipulation). Inițial, programul a fost destinat calculelor de rezistență, dar, ca urmare a multor ani de dezvoltare academică și industrială, astăzi permite rezolvarea multor probleme diferite ale mecanicii continue (nu se limitează la aceasta), în special:

• calcule de rezistență;
• Hidrodinamica fluidelor vâscoase newtoniene și non-newtoniene în aproximații atât incompresibile, cât și compresibile, ținând cont de transferul de căldură convectiv și de acțiunea forțelor gravitaționale . Pentru a simula curgerile turbulente , este posibil să utilizați RANS - modele, LES- și DNS -metode. Este posibil să se rezolve probleme subsonice, transonice și supersonice;
• Probleme de conducere a căldurii într-un corp solid;
• Probleme cu mai multe faze , inclusiv cele cu o descriere a reacțiilor chimice ale componentelor curgerii;
• Sarcini legate de deformarea grilei de calcul;
• Sarcini conexe;
• Alte probleme, a căror formulare matematică necesită rezolvarea ecuațiilor diferențiale în derivate parțiale în condiții de geometrie complexă a mediului;
• Paralelizarea calculului pentru a rula pe sisteme multiprocesor (inclusiv pe cele cluster ).

Codul se bazează pe un set de biblioteci care oferă instrumente pentru rezolvarea sistemelor de ecuații cu diferențe parțiale atât în ​​spațiu, cât și în timp. Limbajul de lucru al codului este OOP C++ . În ceea ce privește acest limbaj, majoritatea operatorilor matematici diferențiali și tensori din codul programului (înainte de traducerea într-un fișier executabil) a ecuațiilor pot fi prezentați într-o formă care poate fi citită de om, iar metoda de discretizare și soluție pentru fiecare operator poate fi aleasă de către utilizator în timpul procesului de calcul. Astfel, codul încapsulează și separă complet conceptele de grilă de calcul (metoda de discretizare), discretizarea ecuațiilor de bază și metodele de rezolvare a ecuațiilor algebrice. De exemplu, ecuația de conservare a impulsului pentru un fluid incompresibil newtonian fără acțiunea forțelor corpului:

poate fi reprezentat ca:

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

Împreună cu codul, este furnizat un set de programe „rezolvatoare”, în care sunt implementate diverse modele matematice de mecanică a continuului.

Programul poate rula sub Windows printr-o mașină virtuală ; există și implementări care nu folosesc suplimente suplimentare [2] .

Relația cu standardele

Pachetul OpenFOAM are multe utilitare care vă permit să convertiți formate terțe în format OpenFOAM (de exemplu, ANSYS, Fluent, Gambit, VTK etc.). Pentru a accesa utilitățile, trebuie să mergeți în folderul $FOAM_UTILITIES , acest lucru se poate face și cu comanda util[3] .

Ramuri

• blueCFD  este o versiune încrucișată a OpenFOAM pentru a rula pe sistemele de operare Windows, un derivat al OpenFlow. Include instrumente și funcționalități suplimentare utilizate în OpenFOAM. Dezvoltarea este susținută de blueCAPE.
• FreeFOAM  este o versiune independentă de sistemul de operare a OpenFOAM, care este portabilă și mai ușor de instalat. Proiectul se dezvoltă în paralel cu versiunile oficiale ale OpenCFD și nu are nicio funcționalitate suplimentară. Utilizează CMake pentru a construi. Din 2017, proiectul nu mai este susținut conform informațiilor de pe site-ul proiectului.
• OpenFlow este un cod sursă suplimentar pentru distribuția OpenFOAM compilată încrucișat care rulează pe sistemele de operare Windows. Componentele OpenFOAM din blueCFD sunt dezvoltate din codul sursă OpenFlow. Dezvoltarea este susținută de Symscape.
• OpenFOAM-extend este întreținut de Wikki Ltd. Această ramură include dezvoltări ale comunității, dintre care majoritatea pot fi instalate în versiunea oficială OpenFOAM cu modificări minime. Ramura este dezvoltată în paralel cu lansarea oficială a OpenFOAM, dar în versiunile recente, lansările ramurii extinse sunt în urmă cu unul până la doi ani.

Relația cu alte proiecte open source

• SALOME  - pachet pentru lucrul cu geometrie și ochiuri
• ParaView  - un pachet pentru vizualizarea rezultatelor și grilelor de calcul, furnizat implicit cu OpenFOAM
• FreeCAD este un sistem CAD parametric cu sursă deschisă , de uz general . Împreună cu extensia cfdOF , oferă capabilități de bază ale interfeței grafice - vă permite să pregătiți un model 3D, să desemnați limitele, intrările și ieșirile sale, să specificați parametrii de pornire și să începeți calculele.

Note

1. ↑ OpenFOAM Versiunea 2206 . (nedefinit)
2. ↑ OpenFOAM pentru MS Windows . Consultat la 9 aprilie 2016. Arhivat din original pe 13 februarie 2010. (nedefinit)
3. ↑ Utilități standard . Preluat la 16 iulie 2011. Arhivat din original la 9 august 2011. (nedefinit)

Literatură

• Darwish, M.; Mangani, L.; Moukalled, F. Metoda volumului finit în dinamica fluidelor computaționale: o introducere avansată cu OpenFOAM® și Matlab®. - Ed. I .. - Springer , 2015. - T. 113. - xxiv + 791 p. - (Mecanica fluidelor și aplicațiile sale). - ISBN 978-3-319-16873-9 .
• Joey Bernard. La CFD sau nu la CFD? . Linux Journal (19 septembrie 2011). Consultat la 13 noiembrie 2016. Arhivat din original pe 14 noiembrie 2016. (nedefinit)

Link -uri

• Site oficial ( Ajutor online )
• Site-ul web OpenFOAM Arhivat 5 februarie 2005 la Wayback Machine de la OpenCFD
• Computational Fluid Dynamics Arhivat pe 11 iunie 2007 la Wayback Machine
• OpenFOAM wiki Arhivat 20 august 2008 la Wayback Machine
• Traducerea documentației wiki
• OpenFOAM pe Habrahabr

Software pentru proiectarea asistată de calculator și calculul mecanicii
CAD	Proprietate A9CAD HDL activ ActCAD ADEM Designer Altium ArchiCAD ARES CAD AutoCAD Autodesk Inventor bCAD Bocad-3D BricsCAD BtoCAD CADintosh Cadmech CATIA dip urma DraftSight Seria E3 easyEDA EPLAN Electric GstarCAD Inovați IntelliCAD ironcad Ironcad Draft K3 MEDUSA4 mineframe nanoCAD NX OrCAD P-CAD Pro/INGINER Proteus PSpice QForm 2D/3D Revit Renga Rinocer 3D SAMCEF VEZI Expert electrician Margine solida solidworks Spectre SprutCAM T-FLEX CAD Tecnomatix TopoR TrueCAD TurboCAD VariCAD ZwCAD Busolă PC SAFIR Gratuit BRL-CAD Electric FreeCAD Fritzing gEDA KiCad LibreCAD MagicCAD OpenSCAD Tehnologia Open Cascade QCad SALOME SolveSpace zcad
Calcul mecanic	Proprietate ANSYS Viziunea fluxului APM WinMachine ELCUT Mecanica nanoCAD PC Lira IDEA StatiCa START-PROF gratuit CalculiX HeeksCAD OpenFOAM Onshape FRUND