境界条件の作成2014年9月20日 | |
はじめに境界条件の作成について。 使用バージョンOpenFOAM 2.3.0 ステップここでは、次のステップで境界条件の作成方法の習得を進める。
実行時コードコンパイルによる実装たとえば、pimpleFoam のチュートリアルケース pitzDaily を使って、非定常流入条件を指定する。
inlet
{
//type fixedValue;
//value uniform (10 0 0);
type codedFixedValue;
value uniform (0 0 0);
redirectType sineVelocity;
code
#{
fvPatchField<vector> f
(
patch().lookupPatchField<volVectorField, vector>("U")
);
const scalar t = db().time().timeOutputValue();
const scalar pi = constant::mathematical::pi;
forAll(patch().Cf(), i)
{
f[i] = vector(10.*sin(2.*pi*t/0.1), 0, 0);
}
operator==(f);
#};
}
u = 10*sin(2*pi*t/0.1) としている。周期は 0.1 s。 pimpleFoam を実行すると、dynamicCode というディレクトリができ、その中に自動作成された境界条件のコードが格納される。 実行時コードコンパイルにより作成されたコードの利用dynamicCode の中のコードを利用して境界条件を作成する。 $ cd dynamicCode/sineVelocity Make/files を編集。 /* dynamicCode: * SHA1 = 5fbd59f531f5427d360db88650500b0534d5f992 */ fixedValueFvPatchFieldTemplate.C /*LIB = $(PWD)/../platforms/$(WM_OPTIONS)/lib/libsineVelocity_5fbd59f531f5427d360db88650500b0534d5f992*/ LIB = $(FOAM_USER_LIBBIN)/libsineVelocity コンパイル。 $ wclean $ wmake $(FOAM_USER_LIBBIN)/libsineVelocity.so ができる。作成した境界条件を利用するには、controlDict にライブラリの読み込みを指定する。 system/controlDict libs ( "libsineVelocity.so" ); 0/U
inlet
{
type sineVelocity;
value uniform (0 0 0);
}
パラメタの追加せっかくなので、u = A*sin(2*pi*t/0.1) などとして A を指定できるようにしたい。 dynamicCode の fixedValueFvPatchFieldTemplate.H を編集して、パラメタ A を追加。
class sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
:
public fixedValueFvPatchField<vector>
{
const scalar A_;
...
fixedValueFvPatchFieldTemplate.C
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const fvPatch& p,
const DimensionedField<vector, volMesh>& iF
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(p, iF),
A_(0)
...
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField& ptf,
const fvPatch& p,
const DimensionedField<vector, volMesh>& iF,
const fvPatchFieldMapper& mapper
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(ptf, p, iF, mapper),
A_(ptf.A_)
...
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const fvPatch& p,
const DimensionedField<vector, volMesh>& iF,
const dictionary& dict
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(p, iF, dict),
A_(dict.lookupOrDefault<scalar>("A", 0))
...
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField& ptf
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(ptf),
A_(ptf.A_)
...
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField& ptf,
const DimensionedField<vector, volMesh>& iF
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(ptf, iF),
A_(ptf.A_)
...
void sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::updateCoeffs()
{
if (this->updated())
{
return;
}
if (false)
{
Info<<"updateCoeffs sineVelocity sha1: 5fbd59f531f5427d360db88650500b0534d5f992\n";
}
//{{{ begin code
#line 32 "/home/cfd/work/bc/pitzDaily/0/U.boundaryField.inlet"
fvPatchField<vector> f
(
patch().lookupPatchField<volVectorField, vector>("U")
);
const scalar t = this->db().time().timeOutputValue();
const scalar pi = constant::mathematical::pi;
forAll(patch().Cf(), i)
{
f[i] = vector(A_*sin(2.*pi*t/0.1), 0, 0);
}
operator==(f);
//}}} end code
this->fixedValueFvPatchField<vector>::updateCoeffs();
}
...
これでパラメタ A を指定できるようになる。 0/U
inlet
{
type sineVelocity;
A 10.;
value uniform (0 0 0);
}
既存のコードをベースにした実装既存の境界条件のコードを利用して新しい境界条件を実装する。 $ mkdir derived $ cd derived $ cp -r $FOAM_SRC/finiteVolume/fields/fvPatchFields/derived/flowRateInletVelocity sineVelocity $ cd sineVelocity $ sed -e "s/flowRateInletVelocity/sineVelocity/g" flowRateInletVelocityFvPatchVectorField.H > sineVelocityFvPatchVectorField.H $ sed -e "s/flowRateInletVelocity/sineVelocity/g" flowRateInletVelocityFvPatchVectorField.C > sineVelocityFvPatchVectorField.C $ mkdir Make Make/files sineVelocityFvPatchVectorField.C LIB = $(FOAM_USER_LIBBIN)/libsineVelocity Make/options
EXE_INC = \
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude \
LIB_LIBS = \
-lOpenFOAM \
-lfiniteVolume \
コードの修正は、上述のものと同様。 sineVelocityFvPatchVectorField.H
class sineVelocityFvPatchVectorField
:
public fixedValueFvPatchVectorField
{
// Private data
scalar A_;
...
sineVelocityFvPatchVectorField.H も同様。ただし、以下に注意。
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField::
sineVelocityFixedValueFvPatchVectorField
(
const fvPatch& p,
const DimensionedField<vector, volMesh>& iF,
const dictionary& dict
)
:
fixedValueFvPatchField<vector>(p, iF, dict), ← dict を追加
A_(dict.lookupOrDefault<scalar>("A", 0))
{}
"void updateCoeffs(const scalar uniformRho)" はいらないので削除。
void Foam::sineVelocityFvPatchVectorField::write(Ostream& os) const
{
fvPatchField<vector>::write(os);
writeEntryIfDifferent<scalar>(os, "A", 0, A_);
writeEntry("value", os);
}
境界条件のタイプ境界条件には以下のようなタイプがある。
境界条件によっては、inletOutlet のようにソースファイルがたくさんある場合がある。その場合、以下のような名前を変換するスクリプトを作ったほうがよいかもしれない。 rename
#!/bin/sh
OLD=inletOutlet
NEW=myInletOutlet
for FILE in * ; do
if [ ! -d $FILE -a $FILE != "rename" ] ; then
BASE=`echo $FILE | sed -e 's/\..*//'`
EXT=`echo $FILE | sed -e "s/$BASE\.//"`
NEWFILE=`echo $FILE | sed -e "s/$OLD/$NEW/g"`
sed -e "s/$OLD/$NEW/g" $BASE.$EXT > $NEWFILE
fi
done
変数 OLD と NEW にそれぞれ変換前と変換後の名前を設定し、以下のように実行する。 $ sh rename inletOutlet の場合、Make/files に指定するのは、"...Field.C" ではなく "...Fields.C" である。Make/files に何を指定すべきかは、もとのコードの Make/files ($FOAM_SRC/finiteVolume の中にある) を見て確かめること。 特定のケース用に境界条件を作る場合特定のケース用に作った境界条件のライブラリを全ケース共有のディレクトリに置くと管理しにくいので、ケース自体にライブラリを収めたい。以下のようにする。 Make/files sineVelocityFvPatchVectorField.C /*LIB = $(FOAM_USER_LIBBIN)/libsineVelocity*/ LIB = ../../libsineVelocity system/controlDict
libs
(
"derived/sineVelocity/libsineVelocity.so"
);
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