OpenFOAM——前台阶

本算例来自《ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual》中的VMFL037:Turbulent Flow Over a Forward Facing Step

一个出口(inlet)，入口速度为9.7 m/s，一个出口（outlet），模型顶部为对称边界，其余为壁面。

流体的物性参数为：

密度：1.02 kg/m³

粘度系数：1.5×10^-5kg/(m·s)

本算例采用kOmegaSST湍流模型进行计算，请注意第一层网格的高度。

首先进行建模操作，任何建模软件均可，本算例采用ICEM直接建模，生成网格，缩放网格，然后利用OpenFOAM下转化网格，划分完成的网格如下：

接下来转入OpenFOAM的操作：

首先新建一个文件夹，名字任取，用来作为算例文件夹，本算例中我将该文件夹命名为：Forward

然后进入OpenFOAM的安装目录，将安装目录下的pipeCyclic算例（我的目录为/opt/openfoam5/tutorials/incompressible/simpleFoam/ pipeCyclic）下的0文件夹、constant文件夹和system文件夹拷贝到transition_duct文件夹下，然后将0.org文件夹重命名为0，删除该文件夹下的不需要的文件和文件夹

在system目录下删除下面截图中的文件

然后我们将刚才我们生成的.msh网格拷贝到Forward文件夹下。在算例文件夹下打开终端，我们输入fluentMeshToFoam来实现网格转换：

网格转换完成以后，我们打开constant目录下的polyMesh文件夹，对其中的boundary文件进行编辑，将TOP边界的Type改为symmetry，记得后面一定要跟上分号，否则后面计算会报错

我们打开constant文件夹下的transportproperties文件，内容修改如下：

接下来，修改turbulenceProperties文件的内容如下：

转入0文件夹

p文件当中的内容如下：

U文件当中的内容如下：

k文件当中的内容如下：

nut文件当中的内容如下：

omega文件当中的内容如下：

接着我们设置system文件夹下的controlDict文件：

说明：为了确定计算收敛，也为了后面后处理获取压力系数的方便，我们在controlDict当中对参考点进行了监测。由于我们是稳态计算，所以purgeWrite设置为1

fvSchemes文件修改如下：

fvSolution文件修改如下：

为了加快计算，我们采用并行计算，由于我安装了pyFoam，我们输入下面的命令对算例进行分块

我们输入下面的命令开始进行计算

速度云图：

参考压力为：12.4361Pa(监测点压力)

参考速度为：9.7m/s(来流速度)

所以本算例的压力系数的定义为：

说明：由于OpenFOAM的不可压缩求解器的压力为运动压力(kinematic
pressure)，所以不需要再除以密度了。

计算结果是实验结果对比：