OpenFOAM中polyMesh,fvMesh初步
引言
OpenFOAM使用有限體積法求解PDE。所以張量場和網格之間有聯絡。polyMesh類用來構建多面體網格，通常在constant/polymesh資料夾下。fvMesh繼承與polyMesh類，包括使用fvm法離散所需要的額外資訊，可參考test/mesh。geometricField將張量場和fvMesh類結合起來。這個是分析相關程式碼的起始步驟。
基礎程式碼
這裡可參考$FOAM_SOLVERS/incompressible/icoFoam/icoFoam。C。開啟這個檔案會幫助理解一些內容。OF是高度抽象的。很多東西不太好理解。
<
header
files
>
int
main
（
int
argc
，
char
*
argv
［］）
{
#include
“setRootCase。H”
#include
“createTime。H”
通常這裡的標頭檔案是
“fvCFD。H”
嚴格按照下面命令操作
cd
$WM_PROJECT_USER_DIR
/applications/myTests
foamNewApp meshAndField
cd
meshAndField
wmake
meshAndField
當你使用了第二行的命令之後，會生成一個資料夾meshAndField。
使用wmake命令進行編譯
這裡可能不同系統有略微差別，不要緊。
然後使用meshAndField命令
提示錯誤資訊為：system/controlDict不存在，這就證明編譯對了。萬里長征第一步。
開啟檔案meshAndField。C檔案，原始碼如下。
/*——————————————————————————————————————-*\
========= |
\\ / F ield | OpenFOAM： The Open Source CFD Toolbox
\\ / O peration |
\\ / A nd | Copyright （C） 2019 AUTHOR，AFFILIATION
\\/ M anipulation |
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License
This file is part of OpenFOAM。
OpenFOAM is free software： you can redistribute it and/or modify it
under the terms of the GNU General Public License as published by
the Free Software Foundation， either version 3 of the License， or
（at your option） any later version。
OpenFOAM is distributed in the hope that it will be useful， but WITHOUT
ANY WARRANTY； without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE。 See the GNU General Public License
for more details。
You should have received a copy of the GNU General Public License
along with OpenFOAM。 If not， see
Application
meshAndField
Description
\*——————————————————————————————————————-*/
#include
“fvCFD。H”
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
int
main
（
int
argc
，
char
*
argv
［］）
{
#include
“setRootCase。H”
#include
“createTime。H”
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Info
<<
nl
<<
“ExecutionTime = ”
<<
runTime
。
elapsedCpuTime
（）
<<
“ s”
<<
“ ClockTime = ”
<<
runTime
。
elapsedClockTime
（）
<<
“ s”
<<
nl
<<
endl
；
Info
<<
“End
\n
”
<<
endl
；
return
0
；
}
// ************************************************************************* //
以後的文章，就不再提供上面的註釋欄了。大概應該一模一樣的。
注意下函式體內呼叫了兩個標頭檔案。實際上他們並不是標頭檔案，只是插入了一段程式碼。
setRootCase。H
等效於
Foam：：argList args（argc， argv）；
if （！args。checkRootCase（））
{
Foam：：FatalError。exit（）
}
createTime。H
等效於
Foam：：Info << “Create time\n” << Foam：：endl；
Foam：：Time runTime（Foam：：Time：：controlDictName， args）；
目前我的感覺是，凡是
int函式
內的呼叫標頭檔案，大機率是插入一段程式碼。這也是OF的套路之一。
算例分析
透過以下命令實現一些基本操作。
cp -r
$FOAM_TUTORIALS
/incompressible/icoFoam/cavity/cavity
$FOAM_RUN
/cavityFourCells
sed -i s/
‘20 20 1’
/
‘2 2 1’
/g
$FOAM_RUN
/cavityFourCells/system/blockMeshDict
blockMesh -case
$FOAM_RUN
/cavityFourCells
meshAndField -case
$FOAM_RUN
/cavityFourCells
第一句是從tut中複製cavity到算例檔案。
第二句是修改blockMeshDict中的劃分網格數量。從原來20×20×1的網格數，變為2×2×1的網格數。
第三句是使用blockMesh劃分網格。
第四句是使用meshAndField命令分析網格，這個時候使用這個命令就不會報錯了。
polyMesh類
修改meshAndField。C檔案
\
*——————————————————————————————————————-
*/
#include
“fvCFD。H”
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
int
main
（
int
argc
，
char
*
argv
［］）
{
#include
“setRootCase。H”
#include
“createTime。H”
Info
<<
“Create mesh”
<<
endl
；
polyMesh
mesh
（
IOobject
（
fvMesh
：：
defaultRegion
，
runTime
。
timeName
（），
runTime
，
IOobject
：：
MUST_READ
）
）；
Info
<<
“Cell centres”
<<
nl
<<
mesh
。
cellCentres
（）
<<
endl
；
Info
<<
“Cell volumes”
<<
nl
<<
mesh
。
cellVolumes
（）
<<
endl
；
Info
<<
“Cell face centres”
<<
nl
<<
mesh
。
faceCentres
（）
<<
endl
；
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Info
<<
nl
<<
“ExecutionTime = ”
<<
runTime
。
elapsedCpuTime
（）
<<
“ s”
<<
“ ClockTime = ”
<<
runTime
。
elapsedClockTime
（）
<<
“ s”
<<
nl
<<
endl
；
Info
<<
“End
\n
”
<<
endl
；
return
0
；
}
// ************************************************************************* //
使用wmake進行編譯
再次執行meshAndField命令
（base） yangwang@yangwang-Super-Server：~/OpenFOAM/yangwang-v1712/run/cavityFourCells$ meshAndField
/*——————————————————————————————————————-*\
| ========= | |
| \\ / F ield | OpenFOAM： The Open Source CFD Toolbox |
| \\ / O peration | Version： v1712 |
| \\ / A nd | Web： www。OpenFOAM。com |
| \\/ M anipulation | |
\*——————————————————————————————————————-*/
Build ： v1712
Arch ： “LSB；label=32；scalar=64”
Exec ： meshAndField
Date ： Nov 10 2019
Time ： 08：40：02
Host ： “yangwang-Super-Server”
PID ： 20367
I/O ： uncollated
Case ： /home/yangwang/OpenFOAM/
yangwang-v1712
/run/cavityFourCells
nProcs ： 1
trapFpe： Floating point exception trapping enabled （FOAM_SIGFPE）。
fileModificationChecking ： Monitoring run-time modified files using timeStampMaster （fileModificationSkew 10）
allowSystemOperations ： Allowing user-supplied system call operations
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Create time
Create mesh
Cell centres
4（（0。025 0。025 0。005） （0。075 0。025 0。005） （0。025 0。075 0。005） （0。075 0。075 0。005））
Cell volumes
4（2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05）
Cell face centres
20
（
（0。05 0。025 0。005）
（0。025 0。05 0。005）
（0。075 0。05 0。005）
（0。05 0。075 0。005）
（0。025 0。1 0。005）
（0。075 0。1 0。005）
（0 0。025 0。005）
（0 0。075 0。005）
（0。1 0。025 0。005）
（0。1 0。075 0。005）
（0。025 0 0。005）
（0。075 0 0。005）
（0。025 0。025 0）
（0。025 0。075 0）
（0。075 0。025 0）
（0。075 0。075 0）
（0。025 0。025 0。01）
（0。025 0。075 0。01）
（0。075 0。025 0。01）
（0。075 0。075 0。01）
）
ExecutionTime = 0。01 s ClockTime = 0 s
End
這就是polyMesh類
fvMesh類
只要將meshAndField。C檔案中polyMesh mesh修改為fvMesh mesh，再新增三行
Info << mesh。C（） << endl；
Info << mesh。V（） << endl；
Info << mesh。Cf（） << endl；
重新編譯之後執行meshAndField。結果如下
（
base
）
yangwang@yangwang-Super-Server：~/OpenFOAM/yangwang-v1712/run/cavityFourCells$ meshAndField
/*——————————————————————————————————————-*
\
|
=========
|
|
|
\\
/ F ield
|
OpenFOAM： The Open Source CFD Toolbox
|
|
\\
/ O peration
|
Version： v1712
|
|
\\
/ A nd
|
Web： www。OpenFOAM。com
|
|
\\
/ M anipulation
|
|
\*
——————————————————————————————————————-*/
Build ： v1712
Arch ：
“LSB；label=32；scalar=64”
Exec ： meshAndField
Date ： Nov
10
2019
Time ： 08：45：10
Host ：
“yangwang-Super-Server”
PID ：
20710
I/O ： uncollated
Case ： /home/yangwang/OpenFOAM/yangwang-v1712/run/cavityFourCells
nProcs ：
1
trapFpe： Floating point exception trapping enabled
（
FOAM_SIGFPE
）
。
fileModificationChecking ： Monitoring run-time modified files using timeStampMaster
（
fileModificationSkew 10
）
allowSystemOperations ： Allowing user-supplied system call operations
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Create
time
Create mesh
dimensions
［
0
1
0
0
0
0
0
］
；
internalField nonuniform List
（（
0。025 0。025 0。005
）
（
0。075 0。025 0。005
）
（
0。025 0。075 0。005
）
（
0。075 0。075 0。005
））
；
boundaryField
{
movingWall
{
type
sliced
；
value nonuniform List
（（
0。025 0。1 0。005
）
（
0。075 0。1 0。005
））
；
}
fixedWalls
{
type
sliced
；
value nonuniform List
（（
0
0。025 0。005
）
（
0
0。075 0。005
）
（
0。1 0。025 0。005
）
（
0。1 0。075 0。005
）
（
0。025
0
0。005
）
（
0。075
0
0。005
））
；
}
frontAndBack
{
type
sliced
；
value nonuniform 0
（）
；
}
}
dimensions
［
0
3
0
0
0
0
0
］
；
value nonuniform List
（
2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05
）
；
dimensions
［
0
1
0
0
0
0
0
］
；
internalField nonuniform List
（（
0。05 0。025 0。005
）
（
0。025 0。05 0。005
）
（
0。075 0。05 0。005
）
（
0。05 0。075 0。005
））
；
boundaryField
{
movingWall
{
type
sliced
；
value nonuniform List
（（
0。025 0。1 0。005
）
（
0。075 0。1 0。005
））
；
}
fixedWalls
{
type
sliced
；
value nonuniform List
（（
0
0。025 0。005
）
（
0
0。075 0。005
）
（
0。1 0。025 0。005
）
（
0。1 0。075 0。005
）
（
0。025
0
0。005
）
（
0。075
0
0。005
））
；
}
frontAndBack
{
type
sliced
；
value nonuniform 0
（）
；
}
}
Cell centres
4
（（
0。025 0。025 0。005
）
（
0。075 0。025 0。005
）
（
0。025 0。075 0。005
）
（
0。075 0。075 0。005
））
Cell volumes
4
（
2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05 2。5e-05
）
Cell face centres
20
（
（
0。05 0。025 0。005
）
（
0。025 0。05 0。005
）
（
0。075 0。05 0。005
）
（
0。05 0。075 0。005
）
（
0。025 0。1 0。005
）
（
0。075 0。1 0。005
）
（
0
0。025 0。005
）
（
0
0。075 0。005
）
（
0。1 0。025 0。005
）
（
0。1 0。075 0。005
）
（
0。025
0
0。005
）
（
0。075
0
0。005
）
（
0。025 0。025 0
）
（
0。025 0。075 0
）
（
0。075 0。025 0
）
（
0。075 0。075 0
）
（
0。025 0。025 0。01
）
（
0。025 0。075 0。01
）
（
0。075 0。025 0。01
）
（
0。075 0。075 0。01
）
）
ExecutionTime
=
0。01 s
ClockTime
=
0
s
End
兩相比較，polyMesh類有基本資訊，fvMesh類有更多資訊。
更方便的使用fvMesh類
\
*——————————————————————————————————————-
*/
#include
“fvCFD。H”
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
int
main
（
int
argc
，
char
*
argv
［］）
{
#include
“setRootCase。H”
#include
“createTime。H”
#include
“createMesh。H” //這個內容要明白
Info
<<
“Create mesh”
<<
endl
；
/* fvMesh mesh
（
IOobject
（
fvMesh：：defaultRegion，
runTime。timeName（），
runTime，
IOobject：：MUST_READ
）
）；
*/
Info
<<
mesh
。
C
（）
<<
endl
；
Info
<<
mesh
。
V
（）
<<
endl
；
Info
<<
mesh
。
Cf
（）
<<
endl
；
Info
<<
“Cell centres”
<<
nl
<<
mesh
。
cellCentres
（）
<<
endl
；
Info
<<
“Cell volumes”
<<
nl
<<
mesh
。
cellVolumes
（）
<<
endl
；
Info
<<
“Cell face centres”
<<
nl
<<
mesh
。
faceCentres
（）
<<
endl
；
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
Info
<<
nl
<<
“ExecutionTime = ”
<<
runTime
。
elapsedCpuTime
（）
<<
“ s”
<<
“ ClockTime = ”
<<
runTime
。
elapsedClockTime
（）
<<
“ s”
<<
nl
<<
endl
；
Info
<<
“End
\n
”
<<
endl
；
return
0
；
}
// ************************************************************************* //
在檔案中使用
#include “createMesh。H”
等效於
fvMesh mesh
（
IOobject
（
fvMesh：：defaultRegion，
runTime。timeName（），
runTime，
IOobject：：MUST_READ
）
）；
這段程式碼
所以你看到主函式中呼叫了#include “createMesh。H”剩下的內容就不用寫了。所以通常來說主函式中呼叫標頭檔案可能就是插入一段程式碼。
總結：
polyMesh和fvMesh都能呼叫網格資訊，但是網格資訊fvMesh給的更多更細。
一般計算過程都是呼叫fvMesh。
通常不會顯式使用fvMesh，而是使用#include “createMesh。H”來呼叫。OF中有很多這種玩法要注意。
上一篇:想念，真的會有聲音···
