OpenFOAM 编程笔记

2018-06-25| coding|字数总计: 1.5k|阅读时长: 6 分钟

编写代码过程中用到的，或者搜集的一些代码片段。

字典读取变量

在求解器中由于计算需要，要求通过字典文件输入某个值：首先创建字典，然后从这个字典读取数据。
创建一个字典或者使用已有字典：

创建字典：

IOdictionary transportProperties//字典的变量名
(
    IOobject
    (
        "transportProperties",//字典名字
        runTime.constant(),   //字典位于constant下
        mesh,
        IOobject::MUST_READ_IF_MODIFIED,
        IOobject::NO_WRITE
    )
);

使用已有字典：

const dictionary& subModelDict = parcels.subModelProperties();//这里要先获取已有的字典
vector position = subModelDict.subDict
(
    "injectionModels"
).subDict("model1").lookup("position");
//子字典的用法可以参考这里

然后从这个字典读取数据：

读取 OF 定义的类型，如 dimensionedScalar 等，直接使用lookup 函数：

word fuel(thermo.lookup("fuel"));

dimensionedScalar DT
(
transportProperties.lookup("DT")
);

scalarList Z_param_(flameManDict.lookup("Z_param"));

但是读取标量例外，需要这样用：

scalar Sct = readScalar(transportProperties.lookup("Sct"));

另一个函数 lookupOrdefault 如何使用？
如下：

B_(dict.lookupOrDefault("B", 5.5))
deltaByR1Min_(coeffDict_.lookupOrDefault<scalar>("deltaByR1Min", 0.0))
active_(lookupOrDefault<Switch>("active", true))
Cg_(lookupOrDefault<scalar>("Cg", 2.0))

发现一个奇怪的地方：
case文件如下，可以看到D_NaCl需要两个word作为输入。

nu              [0 2 -1 0 0 0 0] 1e-05;
D_NaCl_111         What  [0 2 -1 0 0 0 0] 0.01;

dimensionedScalar D_NaCl
(
    transportProperties.lookup("D_NaCl_111")
);
Info<<"D_NaCl====="<<D_NaCl<<endl;
//output:::::    D_NaCl=====What [0 2 -1 0 0 0 0] 0.01

dimensionedScalar的三个私有数据，分别对应上述输出的三个量。

template<class Type>
class dimensioned
{
    // Private data

        //- Variable name
        word name_;

        //- The dimension set
        dimensionSet dimensions_;

        //- The data value
        Type value_;

那么lookup得到了这三个量，然后调用构造函数？

dimensioned(const word&, const dimensionSet&, const Type);

那么 nu 呢？为什么只有 dimension 和 value?

声明

dimensionedScalar nu0_;
volScalarField nu_;

定义

nu0_("nu", dimViscosity, viscosityProperties_),
nu_//nu_ 是用一个 dimensionedScalar 构造出来的。
(
    IOobject
    (
        name,
        U_.time().timeName(),
        U_.db(),
        IOobject::NO_READ,
        IOobject::NO_WRITE
    ),
    U_.mesh(),
    nu0_
)

读取数据

bool Foam::viscosityModels::Newtonian::read
(
    const dictionary& viscosityProperties
)
{
    viscosityModel::read(viscosityProperties);
    viscosityProperties_.lookup("nu") >> nu0_;
    nu_ = nu0_;
    //volScalarField = dimensionedScalar 均匀场
    return true;
}

那么这里的问题就变成了 nu0_ 和 D_NaCl 的区别了，再看一下他们 lookup 的具体函数：

viscosityProperties_.lookup("nu") >> nu0_;
//这里的 `lookup` 获取了 dimension value 两个值
//为什么两个值就够了？

dimensionedScalar D_NaCl
(
    transportProperties.lookup("D_NaCl_111")
    //这里 `lookup` 得到了 name dimension value 三个值
);

nu_ 输出是这样的：

turbulence.nu=====dimensions      [0 2 -1 0 0 0 0];

internalField   uniform 1e-05;

boundaryField
{
    movingWall
    {
        type            calculated;
        value           uniform 1e-05;
    }
    fixedWalls
    {
        type            calculated;
        value           uniform 1e-05;
    }
    frontAndBack
    {
        type            empty;
    }
}

所以说，体标量场没有name，只有dimension和值？值分为内部场值和边界值。

对某个量全场求和

使用 functionObject

functions
{
    minMax
    {
        // Type of functionObject
        type            cellSource;
        // Where to load it from (if not already in solver)
        functionObjectLibs ("libfieldFunctionObjects.so");
        // Function object enabled flag
        enabled         true;
        // Log to output (default: false)
        log             false;
        // Write information to file (default: true)
        write           true;
        location        no;
        // Fields to be monitored - runTime modifiable
        fields (dQ);
        //fields (T);
        writeControl    timeStep;
        writeInterval   2;
    }
}

强行通过某个 `const` 接口修改变量：

volScalarField& mu_ = const_cast<volScalarField&>(this->thermo().mu()());

这样就可以修改热物理库中的 mu_ 了。

场的加减乘除操作符，同时包括内部场和边界场的操作。

哪些类有 lookupOrDefault 这个方法？已知的有：

dimensioned<Type>
dictionary中是一个模板函数

用法举例：

active_(lookupOrDefault<Switch>("active", true)) 这是在初始化列表中使用，当前类继承自 IOdictionary。
Cg_(lookupOrDefault<scalar>("Cg", 2.0)) 这是在初始化列表中使用，当前类继承自 IOdictionary。
const int nNonOrthCorr(dictionary.lookupOrDefault<int>("nNonOrthogonalCorrectors", 0));
scalar maxDeltaT(Dict_.lookupOrDefault<scalar>("maxDeltaT", great));
B_(Dict_.lookupOrDefault("B", 5.5)) 这里为什么不需要提供模板？ B_ 是个 scalar
deltaByR1Min_(Dict_.lookupOrDefault<scalar>("deltaByR1Min", 0.0))

dimensionedScalar Tmax;
Tmax(Dict_.subDict("subName").lookup("Tmax")),
这里需要字典里边给定它的值和量纲，格式如下：
Tmax     Tmax    [0 0 0 1 0 0 0] 2800.0;

RASModel 的构造函数里边的这个 IOdictionary 是什么用法？这里的 RASModel 是继承自 IOdictionary 的，所以在构造函数的初始化列表里边，需要先初始化基类的成员，然后正是因为继承关系，所以可以直接使用 IOdictionary 里边的 lookup 等函数！

RASModel::RASModel(...)
:
    turbulenceModel(rho, U, phi, thermophysicalModel, turbulenceModelName),
    IOdictionary
    (
        IOobject
        (
            "RASProperties",
            U.time().constant(),
            U.db(),
            IOobject::MUST_READ_IF_MODIFIED,
            IOobject::NO_WRITE
        )
    ),
    turbulence_(lookup("turbulence")),
    printCoeffs_(lookupOrDefault<Switch>("printCoeffs", false)),
    coeffDict_(subOrEmptyDict(type + "Coeffs")),
{}

字典的三种使用方法：

创建字典文件

CCMProperties
(
    IOobject
    (
        "CCMProperties",
        this->mesh().time().constant(),
        this->mesh(),
        IOobject::MUST_READ,
        IOobject::NO_WRITE,
        false
    )
),

创建某个文件中的字典中的子字典，无须创建，再使用一个 subDict ，如：
dimensionedScalar Prandtl;
Prandtl(CCMProperties.subDict("CCM").lookup("Prandtl")),

路径

db().time().rootPath() 当前算例的上级目录。
db().path() 当前运行目录，相当于在运行时执行 pwd 出现的结果。串行时为当前目录，并行时为每一个 processor*，不同的核对应各自的 processor*。
db().time().globalCaseName() 当前算例的文件夹的名字。
db().time().timeName() 是当前时间的字符串。

如果是 collated 模式，则没有 processor* 文件夹，只有 processors+核数这个文件夹，想要输出一个文件到这里，可以这么做：

std::ostringstream nProcs;
nProcs<<Pstream::nProcs();
fileName outputFile(db().time().rootPath()/db().time().globalCaseName()/"processors"+nProcs.str()/db().time().timeName()/+"vortons_"+patch().name());	
Info<<"outputFile==="<<outputFile<<endl;
fileName outputFile2(db().time().rootPath()/db().time().globalCaseName()/"processors"+Foam::name(Pstream::nProcs())/db().time().timeName()/+"vortons_"+patch().name());
Info<<"outputFile2==="<<outputFile2<<endl;

上边的outputFile和outputFile2输出相同。

未解之谜

输运方程中的源项，我只需要内部场，边界场应该怎么处理呢？内部场给了矩阵的 source()，边界场应该没有参与计算。