文档介绍：复杂流动直接数值模拟软件Hoam-OpenCFD
使用手册
李新亮
中国科学院力学研究所
第一章:软件简介
软件的安装
软件的运行
第二章:三维计算软件OpenCFD使用说明
简介
差分格式的选取
网格文件
OpenCFD的运行和输出
第三章二维计算软件OpenCFD2d使用说明
简介
网格及初值文件
算例
附录: OpenCFD 应用算例
第一章软件Hoam-OpenCFD简介
简介
“复杂流动的直接数值模拟”(Hoam-OpenCFD)软件是在本课题组已有数值方法及程序基础上进行整理、综合及并行化而形成的一套并行计算流体力学软件。该软件的核心是可压缩Navier-Stokes方程差分求解器。
本软件的求解器可以求解直角坐标、柱坐标、轴对称旋转体坐标及曲线坐标的可压缩Navier-Stokes方程。其差分库包括目前流行的各类差分格式及本课题组构造的多种差分方法。
本软件包括两部分:三维计算软件OpenCFD和二维计算软件OpenCFD2d。目前的最新版本是OpenCFD 和OpenCFD2d 。
软件安装
本软件需要Fortran 编译器及MPI库。在Linux及Windows环境下均可编译。
在Linux 下安装方法如下:
建立一个子目录,将软件的源程序拷贝入该子目录。
键入make 进行编译即可得到可执行文件。三维求解器为opencfd-; 二维求解器为pencfd2d-。
将可执行文件拷贝到工作目录中即可完成安装。
本软件同时支持单精度及双精度计算,默认为双精度计算。如果用户使用单精度计算, () 中
integer,parameter::OCFD_REAL_KIND=8, OCFD_DATA_TYPE=MPI_DOUBLE_PRECISION
改为:
integer,parameter::OCFD_REAL_KIND=4, OCFD_DATA_TYPE=MPI_REAL
即可。
makefile 文件中的编译选项默认编译器为 Intel Fortran 编译器, 如用于采用其他编译器编译,请根据该编译器的特点修改 makefile 中的编译选项,以提高计算效率。
软件的运行方法
运行本软件需要如下个文件:
文件类型
文件名
备注
1
执行程序
opencfd-
2
控制文件
3
网格文件
ocfd-
对于均匀网格不需要网格文件(见控制文件的说明)
4
初值文件
由控制文件指定
5
用户自定义数据
由控制文件和用户自定义模块决定
用户自定义的程序需要的文件
文件
建立一个子目录,将这些文件拷贝到这个目录,在并行计算机上提交作业即可运行。不同计算机上提交作业的方法不同,例如mpirun -np 32 ./opencfd-, 或 bsub -n 32 "mpijob ./opencfd-" 等。具体作业提交方法可查阅该计算机系统的使用手册。
第二章三维程序OpenCFD使用指南
控制文件包含了方程类型,数值方法,边界条件,计算网格,输出文件类型等重要信息。正确填写该文件是使用本软件的基础,该节是本软件使用的核心内容。
下面通过一个例子说明该文件的基本结构
槽道湍流的直接数值模拟
表 示例
行
文件内容
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
# OpenCFD .1 input file
#IFLAG_Equation (0 NS, 1 Euler),IFLAG_G,IFLAG_Coordinate (0 Car, 1 Por, 2 Spher)
0 0 0
# nx ny nz
128 161 128
# npx0 npy0 npz0 LAP
2 4 4 4
# N_MSG_SIZE PACT_Z PACT_Y OCFD_Barrier
0 5 5 0
# Iflag_grid(1),Iflag_grid(2)