openFoam旋转机械propeller案例教程
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发布时间：2024-09-17 02:10
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时间：2024-09-25 22:43
propeller 算例包括四个模型，分别负责不同的任务：propeller 用于构建几何模型；propeller-innerCylinder 用于创建 rotationZone；propeller-middleCylinder 用于网格加密；propeller-outerCylinder 则构成了螺旋桨的流体域。
网格划分采用 snappyHexMesh 工具，具体步骤包括：首先使用 blockMesh 生成背景网格，接着通过 surfaceFeatures 提取面和几何特征。在 surfaceFeaturesDict 文件中定义需要提取的几何文件，如 "propeller-innerCylinder.obj"、"propeller-outerCylinder.obj" 和 "propeller.obj"，并设定包括去除特征的最小边数等参数。运行 surfaceFeatures 指令后，会在算例文件 canstant/extendedFeatureEdgeMesh 下生成相应的几何文件的 extendedFeatureEdgeMesh 文件。
接下来是网格分块，使用 decomposePar -noFields 指令，将模型根据 decomposeParDict 字典文件中的分块策略进行分块，为后续的 snappyHexMesh 阶段做准备。分块策略包括将模型分成8块，并设置分块方法为 hierarchical。默认运行 decomposePar 指令时，网格和场同时被分块，但本算例执行的是 decomposePar -noFields，目的是仅对几何进行分块。
在网格划分后，使用 mpirun -np 8 snappyHexMesh -parallel 命令进行网格划分。需要注意的是，算例的进出口边界条件定义在 propeller-outerCylinder.obj 几何文件中，通过在 snappyHexMeshDict 文件中定义实现，例如 "outerCylinder" 区域的 inlet 和 outlet 区域。
接着使用 mpirun -np 8 createBaffles -overwrite -parallel 指令生成动静交界面，createBaffles 指令需要定义 Dict 文件，以指定生成动态交界面的方法、面域和对应的 patch 名称等信息。网格划分完成后，使用 mpirun -np 8 splitBaffles -overwrite -parallel 和 mpirun -np 8 createNonConformalCouples -overwrite nonCouple1 nonCouple2 -parallel 命令进一步处理网格和交界面，创建动静交界面。
在完成动态交界面的创建后，使用 mpirun -np 8 decomposePar -fields -copyZero 命令进行几何拆分文件和转换场的处理。最后，执行 mpirun -np 8 reconstructParMesh -constant 指令，完成网格的最终重构。
模型初始化和边界条件定义包括边界条件设置、动网格设置、数值离散设置、方程求解器和控制参数等。边界条件设置中，"movingWallVelocity" 类型用于处理 moving 网格中的 movingWall，确保网格移动后通过壁面的总通量为0。动网格设置在 dynamicMeshDict 字典中进行，用于定义螺旋桨的转动。数值离散设置和方程求解器控制参数通常采用默认设置。控制参数包括运行时控制、输出设置、时间步长等。
后处理阶段，通常需要关注压降、流量、功率数据，以及在空化问题中的压力最大值和最小值，以及最大值和最小值速度等信息，这些值最好在运行时计算并输出。具体操作中，可以定义控制文件中的 functionObjects 来实现所需功能。
对于 ESI 版本的 openFOAM（如 openFOAM 2206），虽然采用的方法与 of10 不完全相同，但原理是相通的。在 openFOAM 2206 中，可以采用类似的步骤，通过 topoSet 方式生成 cyclicAMI、inlet 和 outlet 的 faceset，然后使用 createPatchDict 将这些 faceset 定义为 patch。
