- OpenFOAM
-
OpenFOAM Тип Open Source Field Operation And Manipulation
Разработчик OpenCFD, Limited
Операционная система Последняя версия 2.1.1 (2012-05-31)
Тестовая версия Лицензия Сайт OpenFOAM (англ. Open Source Field Operation And Manipulation CFD ToolBox) — открытая интегрируемая платформа для численного моделирования задач механики сплошных сред.
Содержание
Общая характеристика
OpenFOAM — свободно распространяемый инструментарий вычислительной гидродинамики для операций с полями (скалярными, векторными и тензорными). На сегодня является одним из «законченных» и известных приложений, предназначенных для FVM-вычислений.
Код OpenFOAM, разработан в Великобритании в компании OpenCFD, Limited, и используется многими промышленными предприятиями более 12 лет. Свое название и идеологию построения код берет от предшественника FOAM (Field Operation And Manipulation), который является закрытым и продолжает развиваться параллельно с OpenFOAM. Первоначально, программа предназначалась для прочностных расчетов и в результате многолетнего академического и промышленного развития на сегодняшний момент позволяет решать следующие задачи:
- Прочностные расчеты;
- Гидродинамика ньютоновских и неньютоновских вязких жидкостей как в несжимаемом, так и сжимаемом приближении с учётом конвективного теплообмена и действием сил гравитации. Для моделирования турбулентных течений возможно использование RANS-моделей, LES- и DNS-методов. Возможно решение дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых задач;
- Задачи теплопроводности в твёрдом теле;
- Многофазные задачи, в том числе с описанием химических реакций компонент потока;
- Задачи, связанные с деформацией расчётной сетки;
- Сопряжённые задачи;
- Некоторые другие задачи, при математической постановке которых требуется решение дифференциальных уравнений в частных производных в условиях сложной геометрии среды;
- Распараллеливание расчёта как в кластерных, так и многопроцессорных системах.
В основе кода лежит набор библиотек, предоставляющих инструменты для решения систем дифференциальных уравнений в частных производных как в пространстве, так и во времени. Рабочим языком кода является ООП C++. В терминах данного языка большинство математических дифференциальных и тензорных операторов в программном коде (до трансляции в исполняемый файл) уравнений может быть представлено в удобочитаемой форме, а метод дискретизации и решения для каждого оператора может быть выбран уже пользователем в процессе расчёта. Таким образом, в коде полностью инкапсулируются и разделяются понятия расчетной сетки (метод дискретизации), дискретизации основных уравнений и методов решения алгебраических уравнений. Например, уравнение сохранения количества движения для ньютоновской несжимаемой жидкости без действия массовых сил:
может быть представлено в виде:
solve ( fvm::ddt(rho, U) + fvm::div(rho, U, U) - fvm::laplacian(mu, U) == - fvc::grad(p) );
Вместе с кодом поставляется набор программ-«решателей», в которых реализованы различные математические модели механики сплошных сред.
Связь со стандартами
Пакет OpenFOAM имеет множество утилит, которые позволяют конвертировать сторонние форматы в формат OpenFOAM. Для доступа к утилитам необходимо перейти в папку $FOAM_UTILITIES, это также можно сделать командой
util
[1].Конвертеры сетки ansysToFoam конвертирует файл сетки ANSYS, полученный из I-DEAS, в формат OpenFOAM cfx4ToFoam конвертирует сетку CFX 4 в формат OpenFOAM fluent3DMeshToFoam конвертирует сетку Fluent в формат OpenFOAM fluentMeshToFoam конвертирует сетку Fluent в формат OpenFOAM, с поддержкой составных частей и изменением границ foamMeshToFluent записывает сетку OpenFOAM в Fluent формате foamToStarMesh считывает сетку OpenFOAM и записывает в PROSTAR(v4)bnd/cel/vrt формате foamToSurface считывает сетку OpenFOAM и записывает границы в виде плоскостей gambitToFoam конвертирует сетку GAMBIT в формат OpenFOAM gmshToFoam считывает .msh файл и записывает Gmsh ideasUnvToFoam конвертирует сетку I-Deas unv в формат OpenFOAM kivaToFoam конвертирует сетку KIVA в формат OpenFOAM mshToFoam конвертирует .msh Adventure system файл в формат OpenFOAM netgenNeutralToFoam конвертирует сетку Netgen v4.4 в формат OpenFOAM plot3dToFoam конвертирует сетку Plot3d (ascii/formatted формат) в формат OpenFOAM sammToFoam конвертирует сетку STAR-CD(v3) SAMM в формат OpenFOAM star3ToFoam конвертирует сетку STAR-CD(v3) PROSTAR в формат OpenFOAM star4ToFoam конвертирует сетку STAR-CD(v4) PROSTAR в формат OpenFOAM tetgenToFoam конвертирует .ele, .node и .face файлы, созданные в tetgen в формат OpenFOAM Конвертеры результатов foamDataFluent переводит данные OpenFOAM в Fluent формат foamToEnsight переводит данные OpenFOAM в EnSight формат foamToEnsightParts переводит данные OpenFOAM в EnSight формат. EnSight часть создается для каждой cellZone и каждого патча foamToFieldview9 записывает сетку OpenFOAM в Version 3.0 Fieldview-UNS (двоичный) формат foamToGMV переводит данные OpenFOAM в GMV формат foamToTecplot360 переводит данные OpenFOAM в Tecplot формат foamToVTK переводит данные OpenFOAM в VTK формат smapToFoam переводит данные STAR-CD SMAP в OpenFOAM формат Ответвления
- blueCFD - кросс-компилированная версия OpenFOAM для запуска на операционных системах Windows, производная от OpenFlow. Включает в себя дополнительные инструменты и функционал, используемый в OpenFOAM. Разработка поддерживается компанией blueCAPE.
- FreeFOAM - версия OpenFOAM независящая от операционной системы, портативна и более удобна для установки. Проект развивается параллельно с официальными выпусками OpenCFD и не имеет дополнительного функционала. Для сборки использует CMake.
- OpenFlow это исходный код дополнения для кросс-компилированного дистрибутива OpenFOAM, работающего на операционных системах Windows. Компоненты OpenFOAM в blueCFD основаны разработаны на основе исходного кода OpenFlow. Разработка поддерживается компанией Symscape.
- OpenFOAM-extend поддерживается Wikki Ltd. Эта ветка включает в себя разработки сообщества, большая часть которых может быть установлена в официальную версию OpenFOAM с минимальными изменениями. Ветка разрабатывается параллельно с официальной версией OpenFOAM, но в последних версиях выпуски extend ветки отстают на один-два года.
Связь с другими Open source-проектами
Ссылки
- Официальный сайт
- Сайт обмена практическим опытом и использования свободного ПО в CAD/CAE
- Computational Fluid Dynamics
- Технологическая платформа программы «Университетский кластер»
- OpenFOAM wiki
Примечания
Программное обеспечение для систем автоматизированного проектирования и расчёта механики САПР Проприетарные Active-HDL • ADEM • Altium Designer • ArchiCAD • AutoCAD • Autodesk Inventor • bCAD • Bocad-3D • BricsCAD • BtoCAD • Cadmech • CATIA • E3.series • GstarCAD • Inovate • IntelliCAD • Ironcad • Ironcad Draft • К3 • MEDUSA4 • Mineframe • NX • nanoCAD • OrCAD • P-CAD • Pro/ENGINEER • Proteus • PSpice • QForm 2D/3D • Revit • Rhinoceros 3D • SAMCEF • Solid Edge • SolidWorks • Specctra • SprutCAM • T-FLEX CAD • Tecnomatix • TopoR • TurboCAD • VariCAD • ZwCAD • Компас
Свободные BRL-CAD • Electric • freeCAD (A-S. Koh's) • FreeCAD (Juergen Riegel's) • gEDA • KiCad • LibreCAD • OpenSCAD • Open CASCADE Technology • QCad • SALOME
Расчёт
механикиСписки Категории:- Программное обеспечение по алфавиту
- Программы для моделирования механики сплошных сред
- САПР
- Свободное математическое программное обеспечение
- Программное обеспечение для Linux
- Вычислительная гидродинамика
Wikimedia Foundation. 2010.