从Fluent到OpenFOAM

本文主要描述从商业CFD软件应用转到OpenFOAM应用过程中需要注意的一些事情。

CFD工程应用一般首选商业软件。主要基于以下理由：

1. 1. 商业软件通常具有良好的输入和输出，能够最大化地提高操作者的工作效率；
2. 2. 商业软件通常具有良好的稳定性和可靠性，能够最大化地保证计算结果的可用性；
3. 3. 商业软件通常都有完善的文档，能够给应用者提供良好的指引。

但是在应用过程中也存在一些不适合使用商业软件的情况：

1. 1. 当前应用场合不允许使用商业软件；
2. 2. 当前的问题难以通过使用现有的商用软件解决；
3. 3. 需要深入了解仿真求解计算细节。

因此有时需要从商业软件转移到开源软件，以便于适应当前需求。

这里以商业软件Fluent及开源软件OpenFOAM为例，简单描述在转换的过程中需要注意的问题。这些问题包括：

1. 1. 熟悉前后处理工具。ANSYS为Fluent提供了非常完善的前后处理工具。如建模工具SpaceClaim及DesignModeler，网格生成工具ANSYS Mesh、ICEM CFD、Fluent Meshing等，后处理工具如CFD-Post及Ensight等，这些工具都是非常成熟且完善可靠的，学习起来难度也较小。OpenFOAM没有专门的几何建模工具和后处理工具，网格生成可以使用BlockMesh及SnappyMeshHex等。不过如果有Fluent应用基础的话，这一步应该可以省了，网格和后处理过程与Fluent可以共用。
2. 2. 了解OpenFOAM的使用流程。包括从几何模型开始，到网格生成、求解计算、后处理查看等。OpenFOAM随机提供了Tutorial案例，但缺少案例说明文档，对于新手来说用起来挺费劲。不过如果有Fluent的使用经验的话，自己总结OpenFOAM的使用流程应该不算困难。
3. 3. 了解不同求解器的文件输入需求。这个需要查看求解器的源代码。通常带有MUST_READ的场文件必须准备，带有READ_IF_PRESENT的则可有可无。还有一些藏在其他的文件中的输入场变量（如湍流变量），则需要通过多看tutorials多总结才行。
4. 4. 了解各种离散算法和数值格式。这个在商业软件中是被隐藏细节的，使用者无需过多地了解。但在OpenFOAM中需要手动指定，最简单的方式是多看tutorials中类似案例的选择方式。这个需要大量的时间总结和积累。