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学习笔记-6

添加自己的边界条件

在openfoam中，多态应用很广，例如一下模型都用到了多态：

Turbulence models
Boundary conditions
functionObjects

如果我们想创建一个新的湍流模型，只需要从基类继承，openfoam甚至允许程序运行的过程中通过controlDict修改模型；边界条件类文件位于文件夹src/finiteVolume/fields/fvPatchFields; 在该文件夹中有如下几个子文件夹：basic, constraint, derived, fvPatchField

fvPatchField is the (virtual) base class
basic contains intermediate classes; in particular fixedValue, fixedGradient, zeroGradient, mixed
derived contains the actual useable classes. cylindricalInletVelocity (derived from fixedValue) looks suitable! 拷贝cylindricalInletVelocity文件到用户文件夹，并重命名为parabolicInletVelocityFvPatchVectorField.C/.H文件

打开上述的.C和.H文件，使用ctrl+H快捷键替换cylindrical 为parabolic; 建立Make文件夹，并新建files及options文件，在files文件中指定源代码以及编译文件的类型为链接库；

parabolicInletVelocityFvPatchVectorField.C
LIB = $(FOAM_USER_LIBBIN)/libnewBC

然后在options文件中指定头文件等路径

EXE_INC = \
-I$(LIB_SRC)/triSurface/lnInclude \
-I$(LIB_SRC)/meshTools/lnInclude \
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude
LIB_LIBS = \
-lOpenFOAM \
-ltriSurface \
-lmeshTools \
-lfiniteVolume

在.H文件中，新增private数据成员，如最大速度，中心轴等，注释掉不要的代码，最终部分代码如下：

#ifndef parabolicInletVelocityFvPatchVectorField_H
#define parabolicInletVelocityFvPatchVectorField_H

#include "fixedValueFvPatchFields.H"
#include "Function1.H"

// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

namespace Foam
{
/*---------------------------------------------------------------------------*\
         Class parabolicInletVelocityFvPatchVectorField Declaration
\*---------------------------------------------------------------------------*/

class parabolicInletVelocityFvPatchVectorField
:
    public fixedValueFvPatchVectorField
{
    // Private data

        //- Origin of the rotation
        
        const scalar maxVelocity_;//added by zhou
        const vector centre_;//added by zhou
        //- Axis of the rotation
        const vector axis_;
        const scalar R_;//added by zhou
        //- Axial velocity
        //autoPtr<Function1<scalar>> axialVelocity_;//by zhou

        //- Radial velocity
        //autoPtr<Function1<scalar>> radialVelocity_;//by zhou

        //- RPM
       // autoPtr<Function1<scalar>> rpm_;//by zhou


public:

   //- Runtime type information
   TypeName("parabolicInletVelocity");

修改.C中的空构造函数(null constructor)

// * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //

Foam::parabolicInletVelocityFvPatchVectorField::
parabolicInletVelocityFvPatchVectorField
(
    const fvPatch& p,
    const DimensionedField<vector, volMesh>& iF
)
:
    fixedValueFvPatchField<vector>(p, iF),
    maxVelocity_(0),//zhou
    centre_(pTraits<vector>::zero),//zhou
    axis_(pTraits<vector>::zero),
    R_(0)
{}

pTraits是什么类？待解答；修改拷贝构造函数(copy constructor)

Foam::parabolicInletVelocityFvPatchVectorField::
parabolicInletVelocityFvPatchVectorField
(
    const parabolicInletVelocityFvPatchVectorField& ptf,
    const fvPatch& p,
    const DimensionedField<vector, volMesh>& iF,
    const fvPatchFieldMapper& mapper
)
:
    fixedValueFvPatchField<vector>(ptf, p, iF, mapper),
    maxVelocity_(ptf.maxVelocity_),//zhou
    centre_(ptf.centre_),//zhou
    axis_(ptf.axis_),//zhou
    R_(ptf.R_)//zhou
{}

(ptf.centre…等是什么？待解答；)从速度字典文件中读取数据的构造函数

Foam::parabolicInletVelocityFvPatchVectorField::
parabolicInletVelocityFvPatchVectorField
(
    const fvPatch& p,
    const DimensionedField<vector, volMesh>& iF,
    const dictionary& dict
)
:
            fixedValueFvPatchField<vector>(p, iF, dict),//zhou
            maxVelocity_(readScalar(dict.lookup("maxVelocity"))),//zhou
            centre_(dict.lookup("centre")),//zhou
            axis_(dict.lookup("axis")),//zhou
            R_(readScalar(dict.lookup("radius")))//zhou
{}

修改write out成员函数

void Foam::parabolicInletVelocityFvPatchVectorField::write(Ostream& os) const
{
      fvPatchField<vector>::write(os);//zhou
      os.writeKeyword("maxVelocity") << maxVelocity_ <<//zhou
      token::END_STATEMENT << nl;//zhou
      os.writeKeyword("centre") << centre_ << token::END_STATEMENT << nl;//zhou
      os.writeKeyword("axis") << axis_ << token::END_STATEMENT << nl;//zhou
      os.writeKeyword("radius") << R_ <<//zhou
      token::END_STATEMENT << nl;//zhou
      writeEntry("value", os);//zhou
}

修改updateCoeffs()成员函数，在这里真正定义边界条件；

void Foam::parabolicInletVelocityFvPatchVectorField::updateCoeffs()
{
    if (updated())
    {
        return;
    }
   vector hatAxis = axis_/mag(axis_);//zhou
  const scalarField r(mag(patch().Cf() - centre_));//zhou
  operator==(hatAxis*maxVelocity_*(1.0 - (r*r)/(R_*R_)));//zhou
  fixedValueFvPatchField<vector>::updateCoeffs();//zhou
}

wmake libso编译成功后，还需要告诉Openfoam动态链接文件的存在，这可以通过在system/controlDict增加libs (“libnewBC.so”);语句实现，注意libs后面有空格。

FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      controlDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
libs ("libnewBC.so");
application     simpleFoam;

startFrom       latestTime;
//…

在Orifice案例(打包文件已上传于百度网盘提取码: b78s）中应用该边界条件，修改INLET边界条件如下：

 INLET
    {
        type           parabolicInletVelocity;
        axis           (0 0 1);
        centre         (0 0 0.0215);
        maxVelocity    0.02;
        radius         0.05;
        value          (0 0 0);
    }

其中边界条件的最终相关文件，已打包上传至百度网盘百度网盘，提取码: iqi7 最终运行结果如下图所示

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