ソース項の設定

2012年5月13日

はじめに

ソース項の設定について。

使用バージョン

OpenFOAM 1.7.1/2.1.0

swak4Foam

swak4Foam を使う。まず、ソルバーを修正する。たとえば icoFoam の場合、つぎのように修正する。

createFields.H に以下を追加。

    expressionSource<vector> momentumSource
    (
        IOdictionary
        (
            IOobject
            (
                "momentumSourceDict",
                runTime.constant(),
                mesh,
                IOobject::MUST_READ,
                IOobject::NO_WRITE
            )
        ),
        mesh
    );

icoFoam.C に以下をのように修正。

#include "expressionSource.H"

...

        fvVectorMatrix UEqn
        (
            fvm::ddt(U)
          + fvm::div(phi, U)
          - fvm::laplacian(nu, U)
           ==
           momentumSource()
        );

...


        if(runTime.write()) 
        {
            volVectorField momSrc = momentumSource();
            momSrc.rename("momSrc");
            momSrc.write();
        }

Make/options にインクルードパス (swak4Foam のソース内) とライブラリパスを追加。

    -I$(HOME)/build/swak4Foam-1.7/Libraries/swak4FoamParsers/lnInclude/ \
    -I$(HOME)/build/swak4Foam-1.7/Libraries/swakSourceFields/lnInclude/
    
    ...
    
    -L$(FOAM_USER_LIBBIN) \
    -lswak4FoamParsers \
    -lswakSourceFields

ソース項の設定はケースの constant/momentumSourceDict で行う。

constant/momentumSourceDict

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  1.7.1                                 |
|   \\  /    A nd           | Web:      www.OpenFOAM.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      momentumSourceDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

variables (
    "s=1e4;"
    "xmin=0.045;"
    "xmax=0.055;"
    "ymin=0.045;"
    "ymax=0.055;"
    "direction=vector(0, 1, 0);"
);

expression "((xmin < pos().x && pos().x < xmax) && (ymin < pos().y && pos().y < ymax) ? s : 0)*direction";

dimensions [0 1 -2 0 0 0 0];


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

上記は、ある範囲の Y 方向の流速を 0 にする例である。

OpenFOAM 2.1.0

OpenFOAM 2.1.0 にはソース項設定のための仕組みが存在する。たとえば icoFoam でそれを使う場合、つぎのように修正する。

createFields.H

    IObasicSourceList sources(mesh);

icoFoam.C

#include "IObasicSourceList.H"

...

        tmp<fvVectorMatrix> UEqn
        (
            fvm::ddt(U)
          + fvm::div(phi, U)
          - fvm::laplacian(nu, U)
	  ==
	    sources(U)
        );

        sources.constrain(UEqn());

Make/options

EXE_INC = \
    -I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude \
    -I$(LIB_SRC)/meshTools/lnInclude

EXE_LIBS = \
    -lfiniteVolume \
    -lmeshTools

上記の修正は、ソルバーによってはすでに行われている (simpleFoam など)。

ソース項の設定はケースの constant/sourcesProperties で行う。

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  2.1.0                                 |
|   \\  /    A nd           | Web:      www.OpenFOAM.org                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    location    "constant";
    object      sourcesProperties;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

source1
{
    type            vectorExplicitSource;
    active          true;
    timeStart       0;
    duration        1;
    selectionMode   cellSet;
    cellSet source;

    vectorExplicitSourceCoeffs
    {
        volumeMode      absolute;
        injectionRate
        {
            U         (0 1e-2 0);
        }
    }
}

セルセット source にソース項を設定している。swak4Foam の例に合わせたつもり。ソースの 1e-2 は、体積 1e-6 として 1e-6 * 1e-4 = 1e-2 か？