OpenFOAM 网格圆柱绕流与 LES
学习外部网格来源及入口出口。本教程公开展示操作与原始输入信息;运行仍需满足当前软件、模块许可与资源条件。
下载 2.2.0 官方算例包 · 先看使用与核验方法 · 配置参考
已核对算例目录及 JSON 可解析性,并根据原包记录整理参数。本次文档更新没有逐例运行真实求解器,也未完成所有算例在新版 UI 中打开、保存和计算的验收;以下“查看与核验”是供复现时执行的步骤。
本组输入与区别
| 变体 | 目录 | 学习重点 |
|---|---|---|
| OpenFOAM 网格圆柱绕流 | TFluid_CFD/CFD-OFMesh-01-Cylinder | 学习外部网格来源及入口出口 |
| 外部网格圆柱绕流 LES | TFluid_CFD/CFD-OFMesh-01-Cylinder-LES | 比较同一几何的湍流相关输入 |
先复现基础输入,再比较变体;不要同时修改求解器、网格和物性来判断单个因素的影响。
1.OpenFOAM 网格圆柱绕流
输入目录:TFluid_CFD/CFD-OFMesh-01-Cylinder。学习目标:学习外部网格来源及入口出口。
先准备文件
复制该目录的完整输入后,用 Desktop【打开算例】选择副本。Web 用户可按Web 平台操作把该目录内容打成 ZIP 导入,或使用平台已发布的对应样例。
OpenFOAM_Mesh/boundaryOpenFOAM_Mesh/facesOpenFOAM_Mesh/neighbourOpenFOAM_Mesh/ownerOpenFOAM_Mesh/points
目录内包含的快照、表格和备用配置应按实际引用核对。文件名含 Restart/Initialize/AMR 只是来源名称,以当前 JSON 和界面回显为准。
对照原包参数
下表直接摘录 2.2.0 包内 ModelInfo.json,不是通用推荐值,也不自动迁移旧配置。
| 设置 | 字段 | 原始值 |
|---|---|---|
| 求解器 | Solver.solver_type | single_phase |
| 网格来源 | Solver.mesh_source | OpenFOAM |
| 开始时间(s) | Time.start_time | 0 |
| 结束时间(s) | Time.end_time | 300 |
| 时间控制 | Time.time_control | time_step |
| 固定/初始时间步(s) | Time.time_step | 0.05 |
| 输出间隔(s) | Time.write_interval | 2 |
材料与边界的输入检查
相名只是配置标识,物性按下表和原文件核对,不用名称替换数值。rho、nu 的单位分别为 kg/m³、m²/s。其它模型字段按配置参考阅读。
| 相序号(从 1 开始) | 名称 | rho | nu |
|---|---|---|---|
| 1 | water | 1 | 0.001 |
下表列出前 18 个变量边界条目;ID 为原始类型标记,具体下拉名称按该变量与当前版本核对。没有 value 的类型可能通过文件或其它字段定义,仍需查看完整输入。
| 变量 | 网格边界名 | 类型 ID | 原始 value |
|---|---|---|---|
U | cylinder | 0 | [0,0,0] |
U | in | 0 | [1,0,0] |
U | out | 1 | [0,0,0] |
U | sym1 | 1 | [0,0,0] |
U | sym2 | 1 | [0,0,0] |
U | back | 1 | [0,0,0] |
U | front | 1 | [0,0,0] |
p | cylinder | 1 | 0 |
p | in | 1 | 0 |
p | out | 0 | 0 |
p | sym1 | 1 | 0 |
p | sym2 | 1 | 0 |
p | back | 1 | 0 |
p | front | 1 | 0 |
流体重力输入(m/s²):[0,0,0]。
在新版 UI 中操作
- 在【网格模块】确认 OpenFOAM 来源,保留外部网格文件组;检查各边界名称与变量设置的对应关系。
- 在【流体模块 → 控制时间】对照原包参数表核对时段、步长与输出间隔,首次学习不直接增加规模。
- 核对【变量边界及初始值】,保存并运行;查看实际阶段与日志,再进入【可视化模块】和【后处理模块】。
查看与核验结果
先核对外部网格文件组,再观察圆柱附近速度和压力。选择实际输出变量和时间;未输出的数组不能用其它量代替。先核对最早的有效帧,再观察后续演化。
在【后处理模块】创建与该问题对应的固定位置或对象监测,核对结果集、编号和单位;导出 CSV 时保留缺失原因。对比变体时固定物理时刻、视角与色标,记录网格、时间步及材料设置。没有参考数据时,只能完成现象与数值一致性检查,不能声称已通过定量验证。
2.外部网格圆柱绕流 LES
输入目录:TFluid_CFD/CFD-OFMesh-01-Cylinder-LES。学习目标: 比较同一几何的湍流相关输入。
先准备文件
复制该目录的完整输入后,用 Desktop【打开算例】选择副本。Web 用户可按Web 平台操作把该目录内容打成 ZIP 导入,或使用平台已发布的对应样例。
OpenFOAM_Mesh/boundaryOpenFOAM_Mesh/facesOpenFOAM_Mesh/neighbourOpenFOAM_Mesh/ownerOpenFOAM_Mesh/points
目录内包含的快照、表格和备用配置应按实际引用核对。文件名含 Restart/Initialize/AMR 只是来源名称,以当前 JSON 和界面回显为准。
对照原包参数
下表直接摘录 2.2.0 包内 ModelInfo.json,不是通用推荐值,也不自动迁移旧配置。
| 设置 | 字段 | 原始值 |
|---|---|---|
| 求解器 | Solver.solver_type | single_phase |
| 网格来源 | Solver.mesh_source | OpenFOAM |
| 开始时间(s) | Time.start_time | 0 |
| 结束时间(s) | Time.end_time | 300 |
| 时间控制 | Time.time_control | time_step |
| 固定/初始时间步(s) | Time.time_step | 0.05 |
| 输出间隔(s) | Time.write_interval | 2 |
| porous_model | Solver.porous_model | 0 |
材料与边界的输入检查
相名只是配置标识,物性按下表和原文件核对,不用名称替换数值。rho、nu 的单位分别为 kg/m³、m²/s。其它模型字段按配置参考阅读。
| 相序号(从 1 开始) | 名称 | rho | nu |
|---|---|---|---|
| 1 | water | 1 | 0.001 |
下表列出前 18 个变量边界条目;ID 为原始类型标记,具体下拉名称按该变量与当前版本核对。没有 value 的类型可能通过文件或其它字段定义,仍需查看完整输入。
| 变量 | 网格边界名 | 类型 ID | 原始 value |
|---|---|---|---|
U | cylinder | 0 | [0,0,0] |
U | in | 0 | [1,0,0] |
U | out | 1 | [0,0,0] |
U | sym1 | 1 | [0,0,0] |
U | sym2 | 1 | [0,0,0] |
U | back | 1 | [0,0,0] |
U | front | 1 | [0,0,0] |
p | cylinder | 1 | 0 |
p | in | 1 | 0 |
p | out | 0 | 0 |
p | sym1 | 1 | 0 |
p | sym2 | 1 | 0 |
p | back | 1 | 0 |
p | front | 1 | 0 |
流体重力输入(m/s²):[0,0,0]。
在新版 UI 中操作
- 在【网格模块】确认 OpenFOAM 来源,保留外部网格文件组;检查各边界名称与变量设置的对应关系。
- 在【流体模块 → 控制时间】对照原包参数表核对时段、步长与输出间隔,首次学习不直接增加规模。
- 核对【变量边界及初始值】,保存并运行;查看实际阶段与日志,再进入【可视化模块】和【后处理模块】。
查看与核验结果
核对 LES 的实际模型设置、时间分辨率和可用输出。选择实际输出变量和时间;未输出的数组不能用其它量代替。先核对最早的有效帧,再观察后续演化。
在【后处理模块】创建与该问题对应的固 定位置或对象监测,核对结果集、编号和单位;导出 CSV 时保留缺失原因。对比变体时固定物理时刻、视角与色标,记录网格、时间步及材料设置。没有参考数据时,只能完成现象与数值一致性检查,不能声称已通过定量验证。
常见问题与后续练习
- 打开或保存报错:保留原始输入,记录字段与界面错误,对照当前配置参考核对;JSON 可解析不代表当前参数契约及运行条件全部满足。
- 没有预期结果:检查实际任务阶段、输出文件和时间范围,区分初始化、耦合与续算段。
- 结果与展示不同:先核对原始数值、关联、坐标及单位,裁剪与色标只影响显示。
- 继续学习:在独立副本中只改变一个与学习目标有关的参数,比较同一物理时刻和监测量,保留输入与日志。