OpenFOAM v2006 リリースノート

原文はこちら

OpenCFD Release OpenFOAM® v2006 (20 06)

アップグレード

v2006 User Upgrade Guide

非推奨と削除

RANSのクロージャモデルを削除しました: v2f

v2f RANS乱流閉鎖モデルは、OpenFOAMコミュニティのメンバーとの長い議論の結果、kEpsilonPhitFモデルを支持して削除されました。v2fモデルは、(Lien and Kalitzin, 2001)の研究に基づいており、(Durbin, 1995)のオリジナルのv2-f手法を再構築したもので、特に壁境界でのv2とf場の連成定式化に起因する分離解アルゴリズムに固有の数値剛性を低減しています。しかし、このモデルについては、モデルの忠実性の点で様々な欠点が文献で報告されている。v2-f法の欠点を克服するために、(Laurence et al., 2005)は、数値剛性を低減するために、v2スケールを等価な無次元形式、すなわちphitに変換することにより、v2-f法を再評価した。このバリアント、すなわちkEpsilonPhitFは、元のv2-fモデルの理論モデルの忠実度を維持しつつ、数値的なロバスト性とグリッド異常に対する鈍感性を提供すると考えられている。

削除された壁関数：v2WallFunctionとfWallFunction

v2f RANSモデルの削除に続いて、対応する壁関数、すなわち、kEpsilonPhitFモデルで必要とされないfWallFunctionとv2WallFunctionが削除されました。

foamToEnsightPartsを削除しました。

foamToEnsightParts ユーティリティ（シリアルのみ）は、foamToEnsight ユーティリティの改良により冗長になり、削除されました。

名前の変更

nutkAtmRoughWallFunctionの境界条件がatmNutkWallFunctionに改名され、大気モデルの残りの機能名と一貫性を持たせるために、セットアップの下位互換性を提供しませんでした。

Horace Lambの遺産を適切に認識するため、関数オブジェクトlambVectorの名前をLambVectorに変更しました。

設定・環境

ParaViewプラグイン

PV_PLUGIN_PATH は、実際にディレクトリが存在する場合のみ設定してください。これは最初のコンパイル時に2回のパスが必要になることを意味しますが、その後の信頼性を向上させます。

通常のOpenFOAMインストール以外でビルドされたプラグインのサポートを容易にするために、任意のPV_PLUGIN_PATHをparaFoam用に扱います。paraFoam -help-fullで明らかになるように。

-plugin-path=DIR  Define plugin directory (default: $PV_PLUGIN_PATH)

paraviewプラグインが（可視化モジュールの一部として）ビルドされている場合、それらのプラグインの前にはParaFoamが付けられるようになりました（ParaFoamBlockReaderやParaFoamReaderなど）。

設定ディレクトリの取り扱い

FOAM_CONFIG_MODE環境変数は、シェルソーシング中にどのディレクトリが検索されるかを制限するために、(ugo, o etc)のような値を与えることができます。これは制御性を向上させますが、必要に応じてユーザが誤って設定してしまうことを防ぐために、OpenFOAM prefs.sh ファイル内で独自の値を定義することも可能にします。

FOAM_CONFIG_ETC環境は、プロジェクトなどのファイルを見つけるときに、追加の検索層を注入することを可能にします。

foamCreateModuleInclude のシェル構文

etc/bashrc 自体を調達する代わりに、後から調達するためのシェル環境を事前に生成することができます。

Wmake調整

その他の wmake サブコマンド

これにより、トップレベルのスクリプトを追加することなく、自然に追加機能にアクセスできるようになり、また、スクリプトの再利用が容易になりました。

例えば

wmake -check-dir は 1 つまたは 2 つのディレクトリ名を取り、スタンドアロンスクリプトの wmakeCheckPwd (シンボリックリンクとして利用可能) を置き換えます。

wmake -build-info は、あまり使われていない wmakeBuildInfo を置き換えます。

wclean -build と wclean -platform は、あまり使われていない wcleanBuild と wcleanPlatform をそれぞれ置き換えるためのものです。

統合と改善は次のバージョンに向けて継続します。

追加のコンパイルパラメータ

wmakeシステムは、以下の環境パラメータを通過するようになりました。

FOAM_EXTRA_CFLAGS FOAM_EXTRA_CXXFLAGS FOAM_EXTRA_LDFLAGS

OpenFOAMコードを統合する際に追加のコンパイルパラメータが必要な状況やコンパイルパラメータのカスタムチューニングをサポートします。

Allwmake は 優先的に Allwmake.override スクリプトを扱い、パッケージングツールが代替の Allwmake スクリプトを定義できるようにします。

より多くのポータブルパス wmakeツールチェーンのバイナリ(wmkdepend, lemon, ....)は、platforms/toolsの下に配置されました(以前はwmake/platformsの下にインストールされていました)。これは、ソースのみのパッケージやバイナリのみのパッケージを作成する際に役立ちます。

コンパイラの派生物をより簡単に扱えるようになりました。

これで、コンパイラのバリアントを作成するために[-+.~]で分割することが可能になりました。以下のようなものです。

WM_COMPILER=クラングベンダーのような単純な可読名

異なる情報を組み合わせた将来の定義例えば

WM_COMPILER=Clang~openmp
WM_COMPILER=Clang+cuda~openmp

spackが使っているのと同じように、+ (足し算) と ~ (引き算) の記法を使います。

オプションで wmake ルールをオーバーライド

オプションの wmake ルールのオーバーライドをサポートします。存在する場合、コンパイラー・ファミリーのオーバーライド・ルールは、コンパイラー・ファミリーの一般的なルールが含まれた後に含まれます。これにより、動的に生成されたコンテンツにいくつかの値をオーバーライドするための中心的な手段を含めることができます。例えば、異なるバージョンの gcc (システムコンパイラ) を扱うために wmake/rules/linux64Gcc/override には以下のようなものが含まれています。

ifneq (,$(findstring 9, $(WM_COMPILER)))
    cc  := gcc-9
    CC  := g++-9 -std=c++11
endif

MPI-rebuilds の粒度とカプセル化の改善

MPI のみのビルドセグメントを扱うための追加の Allwmake-mpi スクリプトが提供されています。関連するセクションでは、FOAM_MPI_LIBBIN ターゲットの場所 (通常は FOAM_LIBBIN/FOAM_MPI がデフォルト) を使用して、ツリー外ターゲットでのビルドを可能にしました。例えば、トップレベルの Allwmake を使ってデフォルトの MPI 設定 (例: system openmpi) で OpenFOAM をビルドした後、異なる MPI で MPI レイヤーをリビルドすることができます。任意の既知の型

othermpi()
{
    export WM_MPLIB=OPENMPI
    export FOAM_MPI=openmpi-3.1.3

    export OPAL_PREFIX=$WM_THIRD_PARTY_DIR/platforms/$WM_ARCH$WM_COMPILER/$FOAM_MPI
    export MPI_ARCH_PATH="$OPAL_PREFIX"
}

そして、これを使ってThirdPartyのptscotchを再構築してください。

(
    othermpi
    $WM_THIRD_PARTY_DIR/makeSCOTCH
)

を作成し、OpenFOAM の mpi 依存部分を再構築することができます。例えば、既存の docker/signularity イメージを使って新しい MPI コンポーネントをリビルドする場合など、ソース外のインストール場所を提供することも可能です。

for script in $(find src -name Allwmake-mpi)
do
(
    other_mpi
    export FOAM_MPI_LIBBIN="$HOME/tmp/install-prefix/lib/$FOAM_MPI"
)
done

ビルディングモジュールの任意の設置場所 追加モジュールやユーザコードをコンパイルするとき、通常のFOAM_USER_LIBBIN, FOAM_SITE_LIBBIN, FOAM_LIBBINを超えたインストール場所の制御が必要であり、これらの値にはこれは、標準のデフォルトを扱うためのwmakeルールを提供することで処理されるようになりました。

GENERAL_RULES/module-path-user

GENERAL_RULES/module-path-group

GENERAL_RULES/module-path-project

を以下のように組み入れています。

Make/options

include $(GENERAL_RULES)/module-path-user

Make/files

LIB = $(FOAM_MODULE_LIBBIN)/libMyLibrary

デフォルトでは、これらはFOAM_USER_{APPBIN,LIBBIN}にコンパイルされますが、コンパイル時に調整することができます。例えば

wmake -module-prefix=/path/my-install-location

または

./Allwmake -module-prefix=/path/my-install-location
./Allwmake -prefix=/path/my-install-location

または

FOAM_MODULE_PREFIX=/path/my-install-location ./Allwmake

入力辞書

大気モデル

FOAM_SRC/atmosphericModels/で提供されているモデルは、以下のように$FOAM_CASE/system/controlDictファイルに明示的にAtmosphericModelsライブラリ名を追加することでのみ使用できるようになりました。

// Make sure all utilities know specialised models
libs            (atmosphericModels);

例として、$FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/HargreavesWright_2007/system/controlDictを参照してください。

境界条件: turbulentDigitalFilterInlet

turbulentDigitalFilterInletの境界条件設定を、設定（出力ではなく）の下位互換性を提供しないまま、かなりの範囲で修正しました。新しい設定の例は $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/turbulentInflow/PCF/0.orig/inlet.DFM/U を参照してください。

blockMesh

blockMesh のデフォルトとして、以前のものではなくトポロジカルマージを使用します。点の位置を使ってマージします。トポロジカルマージの方が高速で、以下のように動作します。は、高アスペクト比のメッシュに適しています。時折ポイントベースのマージが望ましい、mergeType ポイント; を追加することができます。で指定された blockMeshDict または blockMesh -merge-points に変更します。コマンドラインで使用できるようになりました。

blockTopology.vtuを生成する新しいblockMesh -write-vtkオプションが追加されました。ファイル (VTK ASCII, XML) を使用して、 paraview で読み込んで検査することができます。

このファイルには、同等の obj ファイル (-write-obj オプションで生成されます。以前は -blockTopology) 接続性、セル形状、セルIDを含むので（同等のをブロック番号に変換します)。

v2006 Developer Upgrade Guide

一般的な

stdFoam.H (および autoPtr.H) 内の Foam 名前空間に std::unique_ptr を使用することを追加し、Foam::unique_ptr または std::unique_ptr として一般的に利用できるようにした。特に低レベルコンテナでは、需要駆動型のデータや autoPtr を使用した旧式の処理を変更して unique_ptr を使用するようにしました。

非推奨と削除

Deprecated Methods

は、長さが 0 以外の環境が存在するかどうかをテストするための hasEnv() 関数の代わりに env() 関数を静かに廃止します。

この命名は目的をより明確にし、 getEnv(), setEnv() の命名に似たものになります。

以前 (2018-10) には、それぞれ findObject() と getObjectPtr() の代わりに使われていた objectRegistry メソッド lookupObjectPtr() と lookupObjectRefPtr() が、コンパイル時に非推奨となるという警告が出ていました。

削除された方法

Switch::asText()

で置き換えられた Switch asText() メソッドを削除します。 c_str() と str() はいくつかのバージョンがありました。

invariantIII()

関数テンプレートSymmTensor2D.invariantIII()とTensor2D.invariantIII()は、2×2行列には3番目の不変量が存在しないので削除されました(66b02ca5参照)。

削除された項目

サーフメッシュのサンプラーは撤去されました。これらは内部的にサーフェス値をサンプリングして保持する手段を提供していましたが、OpenFOAM-v1906で導入されたサーフェスサンプリングの変更に伴い、冗長なものとなりました。

定義の変更

PrimitivePatchのテンプレートパラメータが4つのパラメータから2つのパラメータに簡略化されました。通常のユーザーコーディングには影響しないようです。

行動の変化

分析的電子分解

OpenFOAMでは、与えられたテンソル/テンソル2Dの固有値や固有ベクトルは、明示的な代数式によって計算されてきました。しかし、v2006以前には以下の3つの問題がありました。

テンソル/テンソル2Dから複素型の固有値や固有ベクトルを計算することはできませんでした。テンソル/テンソル2Dの等値分解アルゴリズムは数値的にかなり脆弱であった。 symmTensor/symmTensor2Dでは、共分散アルゴリズムは利用できませんでした。

v2006では

symmTensor/symmTensor2Dのための新しい等値分解アルゴリズムが提供されました。解析的な等分割アルゴリズムの戻り値の型が数学的に一貫していることが保証されました（55e7da67参照）。

tensorとtensor2Dは複素固有値と固有ベクトルのみを返すようになりました。

symmTensorとsymmTensor2Dがスカラー固有値と固有ベクトルのみを返すようになりました。

特に多項式根探索アルゴリズムの数値的安定性を向上させることにより、電子分解アルゴリズムの脆弱性が大幅に減少しました（8ca724ff, 55e7da67を参照）。ヘッダーの文書化、および外部ソフトウェアとのビット単位の比較を行うテストアプリケーションは、入出力の動作における予期せぬ変更を防ぐために大幅に改善されました（55e7da67, 6a53794e, 66b02ca5, 8ca724ffを参照してください）。

invariantII()

関数テンプレートTensor2D.invariantII()とSymmTensor2D.invariantII()の第2不変量を計算するアルゴリズムは、正しい出力を生成するように修正されました(66b02ca5を参照)。

辞書

辞書メソッド名の使用を統一しました。以前のリリースでは、辞書 "取得 "メソッドの様々なタイプを導入し、getOrDefaultが含まれています。今では移行を完了し、以前はlookupOrDefaultを持っていたどこでもgetOrDefaultを使用します。これにより、動作が同じである2つのメソッドの混在使用を避け、名前を短くし、"lookup "アクセス(すなわち、トークンを返す)の区別を促進します。ストリーム、エントリを探して返す) と "get" アクセス (つまり、上記のようにスカラやラベルなどの具体的な型に変換して) があります。

シングルパラメータの辞書writeEntry()メソッドを追加しました。辞書は自分の名前(dictName)を知っているので、コンテンツを書くときに使うことができます。

argList

argListの処理を拡張し、述語チェックを含むようにしました。 argListメソッドの名前をさらに辞書メソッド名と整合させました。 2 パラメータの get() メソッドを静かに廃止。より馴染みのある getOrDefault メソッドを使用しています。 opt() メソッドを静かに廃止し、 get() メソッドを使用するようにしました。

Strings

ホワイトリスト/ブラックリストにマッチするstringListOps stringOps の inplaceRemoveSpace() メソッドと string replaceAny() メソッドを使用します。 replaceAny() メソッドは、検索文字列と置換用の文字に置き換えられます。置換文字は、nul char ('\0')にすることもできます。これは単に文字を削除するだけです。いくつかの使用方法があります。

予約文字の置換

str.replaceAny("<>:", '_');

シェルのメタ文字やファイルシステムの予約文字を削除する

str.replaceAny("*?<>{}[]:", '\0');

Streams 追加の ISstream::getLine() で nullptr を受け付けるようになりました。これは std::istream::ignore に渡され、行の内容をバッファリングせずに読み込んだり破棄したりすることをサポートします。

IOstreamOption

format/compress enum ルックアップのデフォルト値をサポートします。好ましいデフォルトフォーマットがASCIIではない状況を回避します。例えば、辞書入力で

format binar;

この入力ミスにより、以前はformatEnumのデフォルトがASCIIになっていました。これで、デフォルトの動作を適切に制御できるようになりました。

IOstream::formatEnum(dict.get<word>("format"), IOstream::BINARY);

IOstreamOption for constructing streams

ストリームのコンストラクタが IOstreamOption を受け入れるようになり、IO オプションを単一のパラメータとして便利に束ねることができるようになりました。

writeObject() の呼び出しに IOstreamOption を使用します。

これらの変更はどちらも、渡されるパラメータの数を減らし、最小限の労力でIOstreamOptionに将来的に追加できるようにします。

regIOobject

store() メソッドは、オブジェクトも登録するようになりました。以前の store() メソッドは、検索可能であることを確認せずに ownedByRegistry フラグを設定するだけでした。これで、実際に登録されていることを確認してください。

tmp<T>項目のレジスタ/ストアをサポートしました。 tmpパラメータはクリアされず、さらに使用できるようにPTRからCREFに変更されました。

暗黙的に登録することでコードの簡素化が可能になります。GeometricField::New ファクトリーメソッドを使用して、例えば

Old Code

volScalarField* ptr = new volScalarField
(
    IOobject
    (
        fieldName,
        mesh.time().timeName(),
        mesh,
        IOobject::NO_READ,
        IOobject::NO_WRITE,
        true  // Register
    ),
    mesh,
    dimless,
    zeroGradientFvPatchField<scalar>::typeName
);
ptr->store();

New Code

auto tptr = volScalarField::New
(
    fieldName,
    mesh,
    dimless,
    zeroGradientFvPatchField<scalar>::typeName
);
regIOobject::store(tptr);

或いは

regIOobject::store
(
    volScalarField::New
    (
        fieldName,
        mesh,
        dimless,
        zeroGradientFvPatchField<scalar>::typeName
    )
);

リストタイプ

added IndirectSubList to provide indirect access to a sub-section of a list. This is somewhat less efficient than a Foam::SubList, but supports the following:

adjustment of its addressing range after construction recovery of the original, underlying list at any time

This can be more convenient for some coding cases. For example,

template<class Addr>
void renumberFaces(IndirectListBase<face, Addr>& faces, ...);

呼べる

特定のフェイス。 UIndirectList<face>(mesh.faces(), facesToChange)

フェイスのサブレンジ。 IndirectSubList<face>(mesh.faces(), pp.range()

すべてのフェイスを表示します。 IndirectSubList<face>(mesh.faces()

スイッチ

Alignment Switch メソッドに Enum を追加し、find()、found() スタティックメソッド、およびフェイルセーフオプション付きのコンストラクタを含めるようにしました。 find() メソッドはコーディングをより明確にします。

古い

Switch sw(some_string, true); // NB: true = allowBad
if (sw.valid()) ...

今

Switch sw = Switch::find(some_string);

if (sw.good()) ...

或いは

if (Switch::found(some_string)) ...

すべての有効なトークン型を扱うように辞書からのコンストラクトを改善します。以前は単語で読むだけでした。

clockTime, clockValue

インラインで clockValue, clockTime を拡張します。

ほとんどが std::chrono をラップしているので、その多くをインライン化することができます。内側のタイミングに使用する場合に便利です。

double へのダイレクトキャスト用に elapsedTime() メソッドを追加しました。壁掛け時計方式とのネーミングの類似性

ブレーキングの可能性のある変更（マイナー）。

bool パラメータを持つ clockValue コンストラクトは、単にディスパッチ(値は無視されます)を行い、常に現在のクロックを問い合わせます。の値を設定します。これにより、不要な分岐を避けることができます。このコンストラクタ形式は主に内部で使用されているので (例えば clockTime)を使用している場合は、ユーザーコードの破損は想定されません。

dimensionedType - 追加の dimensionedType コンストラクタ

次元/値から構築し、デフォルトでは値から名前を指定することで、このような操作に便利です。

max(.., dimensionedScalar(somedims, 0.5))

dimension/oneから構築され，pTraits<T>::oneに転送されます．これはコンストラクタに便利です。

volScalarField(..., dimensionedScalar(somedims, one{}))

patterns

これはOpenFOAMのコーディングパターン集の最初のスタートです。コーディングパターンとは、頻繁に遭遇するイディオムのことで、理由がすぐには明らかではない場合や、特定のアプローチを使うことにメリットがある場合を指します。有志の方からのコンテンツを取り入れることができるのは嬉しいですね! 今のところ、特に構成はありませんが、将来的にはコンテンツを追加していくことで改善していきたいと考えています。

前処理

blockMesh ユーティリティの改善

blockMesh は、より高速なトポロジカルマージを使用するようになり、高アスペクト比メッシュでよりよく機能するようになりました。ポイントベースのマージが望ましい場合は、コマンドラインで指定された blockMeshDict または blockMesh -merge-points に mergeType points; を追加することができます。新しいblockMesh -write-vtkオプションはblockTopology.vtuファイル（VTK、ASCII、XML）を生成し、ParaViewでロードして検査することができます。これにより、追加のプラグインを必要とせずに、どのバージョンのParaViewでもblockMesh構造を直接検査できるシンプルで堅牢な方法が提供されます。

blockMeshを使用した重複バッフルの生成

このリリースでは、blockMesh ユーティリティを拡張し、重複バッフルを生成する機能を提供します。これらは、面領域が体積保存に従うように操作された重複した面です。例えば、cyclicACMIパッチでは、壁のビヘイビアを提供するパッチと多対多の連成ビヘイビアを提供するパッチがあります。 blockMeshDict はこれらの重複バッフルを直接指定できるようになりました。

ACMI1_couple
{
    type            cyclicACMI;
    neighbourPatch  ACMI2_couple;
    nonOverlapPatch ACMI1_blockage;
    faces
    (
        (2 6 5 1)
    );
}
ACMI1_blockage
{
    type wall;
    faces
    (
        (2 6 5 1)
    );
}
ACMI2_couple
{
    type            cyclicACMI;
    neighbourPatch  ACMI1_couple;
    nonOverlapPatch ACMI2_blockage;
    faces
    (
        (8 12 15 11)
    );
}
ACMI2_blockage
{
    type wall;
    faces
    (
        (8 12 15 11)
    );
}

これにより、1つは結合挙動(ACMI1_couple, ACMI2_couple)で、もう1つは壁挙動(ACMI1_blockage, ACMI2_blockage)で重複したバッフルが生成されます。メッシュ生成時に警告が出力されます。

Trying to specify a boundary face on the face on cell
which already belongs to some other patch

というのも、1つは16角形(6面)の形状に7面(2面は重複)を指定しているからです。このトポロジーを生成する「古い」メソッドでは、createBafflesを別のcreateBafflesDictで使用しています。

注意。

不本意ながら blockMesh が重複した境界面を定義した場合、これは以前の致命的なエラーではなく警告となります。重複した内部面を定義すると、以前と同様に致命的なエラーが発生します。新しい blockMesh メソッドを使用すると、パッチの順序が少し変わるかもしれません (パッチエンプティが最後になりました)。これにより、セルの中心やセルの体積などの幾何学的なプリミティブ計算では、わずかに異なる切り捨てエラーが発生し、結果にわずかに影響を与える可能性があります。これは浮動小数点値を使用するすべてのアルゴリズムの一般的な問題であり、blockMesh メソッドは実際にはより一貫したパッチの順序を使用しており、パッチエンプティが最後になるはずです。

ソースコード FOAM_SRC/OpenFOAM/meshes/polyMesh/polyMeshFromShapeMesh.C チュートリアル $FOAM_UTILITIES/incompressible/pimpleFoam/RAS/oscillatingInletACMI2D

新ランプ機能1

このリリースには、Function1修飾子としてシンプルなステップ関数が含まれています。これは、オフからオンへの移行にステップ変更が必要な場合に便利であり、継続時間の規定もあります。例としては、WindshieldCondensationチュートリアルで、入口速度場を制御するために使用されています。

// Heater on at 60s
inlet
{
    type            uniformNormalFixedValue;
    uniformValue    constant -2;
    ramp
    {
        type        step;
        start       60;
        duration    1000;
    }
}

これは、60秒でオンになる通常のインレット速度を指定します。古いバージョンでは、これは比較的シャープな遷移を持つ表として指定することができましたが、この方法では目立ちにくく、値や時間点を調整する際に入力エラーが発生しやすくなります。

ソースコード $FOAM_SRC/OpenFOAM/primitives/関数/Function1/step チュートリアル FOAM_TUTORIALS/heatTransfer/chtMultiRegionFoam/windshieldCondensation

Function1の新表現版

Function1型は、OpenFOAM-v1912で追加された式のインフラストラクチャを使用して、ユーザー定義の式を含むように拡張されました。これらの式では、評価引数は擬似関数 arg()として参照され、例えば、WindshieldCondensationチュートリアルでは入口温度を制御するために使用されます。

// Heater on at 60s
inlet
{
    type            uniformFixedValue;
    uniformValue
    {
        type        expression;
        // arg() is time here
        expression  #{ (arg() < 60) ? 273 : 308 #};
    }
}

これは、60秒での入口温度の単純なステップ変化を指定しています。

ソースコード $FOAM_SRC/OpenFOAM/expressions/Function1 チュートリアル FOAM_TUTORIALS/heatTransfer/chtMultiRegionFoam/windshieldCondensation

PatchFunction1の新しい表現バージョン

PatchFunction1のランタイム入力選択には、空間的にも時間的にも変化する値に対してユーザーが定義した式を可能にする式バージョンが含まれるように拡張されました。空間的な変化には、通常、顔の中心位置のためのpos()関数が含まれます。

inlet
{
    type            uniformFixedValue;
    uniformValue
    {
        type        expression;

        // arg() and time() can be used synonymous here
        expression  #{ time() <= 1 ? 1 : 0 #};
    }
}

ソースコード $FOAM_SRC/finiteVolume/expressions/PatchFunction1 チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/multiphase/MPPICInterFoam/twoPhasePachuka

新しいコード化されたPatchFunction1

PatchFunction1のランタイム入力選択は、コード化されたバージョンを含むように拡張されており、例えば、0/Uフィールド定義のicoFoamの蓋駆動チュートリアルでは、コード化されたバージョンが含まれています。

type            uniformFixedValue;
uniformValue
{
    type            coded;
    // Explictly supply name of generated PatchFunction1. Only needed
    // if entryname ('uniformValue') would clash with existing
    // runtime selection tables.
    name            myExpression;

    code
    #{
        const polyPatch& pp = this->patch();
        const fvMesh& fvm = dynamic_cast<const fvMesh&>
        (
            pp.boundaryMesh().mesh()
        );
        const fvPatch& fvp = fvm.boundary()[pp.index()];

        // Get face centroids
        tmp<vectorField> tfld(tmp<vectorField>::New(fvp.Cf()));

        // Zero out y,z
        tfld.ref().replace(vector::Y, Zero);
        tfld.ref().replace(vector::Z, Zero);
        return tfld;
    #};
}

これは、面の中心に応じてx成分が設定されるベロシティを提供します。

ソースコード $FOAM_SRC/meshTools/PatchFunction1/CodedField チュートリアル $foam_tutorials/multiphase/icoReactingMultiPhaseInterFoam/poolEvaporationのmultiphase/icoReactingMultiPhaseInterFoam/poolEvaporation

snappyHexMesh: ギャップの絞り込み制御を無効にするようにしました。

snappyHexMeshには、小さな隙間を自動的に絞り込むオプションがあります。このバージョンでは、同じ曲面からのギャップに対して、オプションでこのオプションを無効にすることができます。これは、例を見ていただくとわかりやすいと思います。

refinementRegions
{
    refinezone
    {
        mode        inside;
        levels      ((0.0 0));  // Dummy entry
        gapLevel    (4 0 10);   // Guarantee 4 cells in all gaps
        gapMode     outside;    // If the gap is on the outside of the surface
        gapSelf     false;      // Disable any refinement from same surface
    }
}

snappyHexMeshDict辞書の上記のエントリは、次のことを確実にします。ギャップ内に少なくとも4層のセルがあることここで，ギャップは任意の場所にあり，法線を外側に向けた2つの反対側の面があります： gapMode outside. であり、サーフェスが異なる場合は gapSelf false となります。ジオメトリは球体（緑）と（不要な）ギャップ（ピンク）のある「正方形」です。self」ギャップ検出を無効にすると、メッシュは（洗練のみ、スナップなし）になります。

これは、ギャップリファインメントのためにギャップを介してブリードするデフォルトの方法と比較してください。

ソースコード $FOAM_SRC/mesh/snappyHexMesh/meshRefinement/meshRefinementGapRefine.C 詳細情報 1463号を参照

数値演算

改良された任意メッシュインターフェース (AMI)

AMI コードは大幅なリファクタリングが行われ、オプションのトポロジカル変更を含むように拡張されました。

AMI コードリファクタリング

AMIコアが更新され、ユーザーレベルの下位互換性を維持しつつ、より大きな制御と簡単なコードメンテナンスを可能にしました。AMIコントロールが公開され、constant/polyMesh/boundaryファイルで指定できるようになりました。

AMI1
{
    type            cyclicAMI;
    inGroups        1(cyclicAMI);
    nFaces          2880;
    startFace       276288;
    matchTolerance  0.0001;
    transform       noOrdering;
    neighbourPatch  AMI2;

    // Exposed entries
    AMIMethod       faceAreaWeightAMI;
    restartUncoveredSourceFace yes;
}

追加の改良点。

directAMIメソッドは廃止されました。新しい nearestFaceAMIメソッドは、低コストで同等の機能を提供します。 faceAreaWeightAMIメソッドで使用されていた顔照合手順が、バッフルを「歩く」ことができるようになり、より完全なアドレッシングと重みが提供されるようになりました。

トポロジカル変化を伴うAMI

注意: これはベータレベルのコードで、妥当なテストが行われ、堅牢であることが示されています。このリリースでは、cyclicAMIとcyclicACMIパッチにトポロジカル変更機能が追加されました。これにより、AMIの多対多のアドレッシングが、Aguerreらによって記述されたアプローチを使用して、結合されたパッチの両側の面間で1対1の面のマッチングを構築するために使用されます（参考文献参照）。トポロジカルな変更は、constant/dynamicFvMeshDictファイルで新しいモーションソルバーを選択したときに有効になります。

dynamicFvMesh   dynamicMotionSolverFvMeshAMI;

注意: これは将来のリリースでは、「標準」のdynamicMotionSolverFvMeshモデルに吸収される可能性があります。この効果は、AMIパッチ全体での保存を確実にし、力とモーメントの予測を改善するために圧力の数値ノイズを除去することにあります。

既知の問題

restart は現在のところトポロジカルな変更には対応していません。ソースコード FOAM_SRC/meshTools/AMIInterpolation チュートリアル FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/laminar/mixerVesselAMI2D/mixerVesselAMI2D-topologyChange 参考文献 H.J. Aguerre, S. Marquez Damian J.M. Gimenez, N.M. Nigro, Conservative handling of arbitrary non-conformal interfaces using an efficient supermesh, Journal of Computational Physics 335(15)21-49. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2017.01.018 謝辞方法論を我々に注目させ、これらの開発を通して多くの有益な議論とテストを行ってくれたHoracio Aguerre氏とSantiago Marquez氏に多くの感謝の意を表します。

新しいOpenQBMMコミュニティモジュール

OpenQBMMモジュールは、母集団バランスモデリングと多相流のための直交法ベースのモーメント法で構成されています。OpenQBMMは、キャリア流体中の非慣性粒子の最も単純なサイズ変化から、気液系の気泡や気粒子流中の慣性粒子を含むより複雑なケースまで、多分散多相流を記述するための手法を実装しています。これらの機能は、一連のソルバーで実装されています。

pbeFoamは、単一の制御体積で母集団バランス方程式を解きます。このソルバーは、母集団均衡方程式のカーネル関数をテストしたり、空間的に均質な問題を解くのに役立ちます。例題はOpenQBMM/validation/pbeFoamにあり、E. Madadi-Kandjani, A. Passalacqua, An extended quadrature-based moment method with log-normal kernel density functions, Chemical Engineering Science. 131 (2015) 323339. https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.04.005。

pbeTransportFoamを使用すると、凍結した流れ場を使用して、事前に課された流れの動きを持つ母集団均衡方程式を解くことができます。検証事例はOpenQBMM/validation/pbeTransportFoam/serraTaylorCouetteにあり、A. Passalacqua, F. Laurent, E. Madadi-Kandjani, J.C. Heylmun, R.O. Fox, An open-source quadrature-based population balance solver for OpenFOAM, Chemical Engineering Scienceで議論されています。176 (2018) 306318. https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.10.043。

buoyantPbePimpleFoamは、母集団均衡方程式を持つ過渡的な流れをモデル化することを可能にします。

polydisperseBubbleFoamは、合体と破断による気泡サイズの進化を伴う気液流に特化したソルバーです。気泡は速度分布を持つことができ、多面性も考慮され、同じ制御体積内で異なるサイズの気泡が異なる速度を持つことができます。例題はOpenQBMM/validation/polydisperseBubbleFoamにありますが、実装についてはJ.C. Heylmun, B. Kong, A. Passalacqua, R.O. Fox, A quadrature-based moment method for polydisperse bubbly flows, Computer Physics Communicationsの論文で議論されています。244 (2019) 187204. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2019.06.005。

denseAGFoamは、密な気体粒子流のための異方性ガウスモデルを実装しています。実装の詳細は、B. Kong, R.O. Fox, A solution algorithm for fluid-particle flows across all flow regimes, Journal of Computational Physics. 344 (2017) 575594. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2017.05.013。

velocityDistribitionTransportのソルバーは、速度分布のための直交法に基づくモーメント法を実装しています。これらの手法は、粒子や液滴のジェットが交差するような非平衡速度分布を持つ分散流を記述するのに適しています。diluteVdfTransportFoamソルバーは、担体流体に結合していない分散相のための直交法に基づく速度分布輸送アルゴリズムを実装しています。分散相とキャリア流体の間の一方向結合は、oneWayCoupledVdfTransportFoamを実装しています。両方のソルバーでは、粒子径は空間と時間で進化することができ、粒子は衝突を介して相互作用することができます。

ソースコード $WM_PROJECT_DIR/modules/OpenQBMM チュートリアル $WM_PROJECT_DIR/modules/OpenQBMM/tutorials バリデーションケース $WM_PROJECT_DIR/modules/OpenQBMM/validation 帰属 Alberto PassalacquaとOpenQBMMコミュニティ

新しい密行列固有分解ソルバー．固有行列

新しい EigenMatrix ソルバーは，対角化可能な密行列，非対称行列，実数正方行列の eigendecomposition を行います． EigenMatrix は行列を正規形に分解します．固有値の方程式，すなわち固有値問題は，次のように書かれます．

Av = λv

ここで

A : m x m 次元の対角化可能な正方行列 v : 次元 m の（非ゼロではない）ベクトル（右固有ベクトル λ : v(固有値)に対応するスカラー Aが対称であれば、次の関係を満たす。

A = v * D * v^T

孰れ

D : 対角実固有値行列 v : 直交固有ベクトル行列 Aが対称でない場合、Dはブロック対角行列となり、実数固有値は1×1ブロック内の対角線上に存在し、複素数固有値は2×2ブロック内に存在します。 vの列は固有値に対応する固有ベクトルを表し、固有値の方程式を満たします。行列の固有値は一意であっても，行列の固有ベクトルは一意ではない．同じ固有値に対して、対応する固有ベクトルは、一意ではない項目を持つ実数または複素数であることがあります。さらに、A = v ∗ D ∗ vT の方程式の有効性は v の条件数に依存しますが、これは条件付きではない場合もあれば、無効な方程式の場合は特異値になる場合もあります。このソルバーの最小動作例を以下に示します。

// A is a m-by-m SquareMatrix<scalar>.
const EigenMatrix<scalar> EM(A);
const DiagonalMatrix<scalar>& realEigenvalues = EM.EValsRe();
const DiagonalMatrix<doubleScalar>& imagEigenvalues = EM.EValsIm();
const SquareMatrix<scalar> eigenvectors(EM.EVecs());
const SquareMatrix<complex> complexEigenvectors(EM.complexEVecs());

ソースコード FOAM_SRC/OpenFOAM/matrices/EigenMatrix.C チュートリアル $FOAM_APP/test/matrix/EigenMatrix/Test-EigenMatrix.C 帰属本実装は、OpenQBMMのeigenSolverクラス(2019)の内部機構を変更せずに統合したものです。したがって、入力-プロセス-出力演算の点では、EigenMatrixクラスとeigenSolver(2019)クラスの違いは期待できないはずです。 OpenQBMMのeigenSolverクラスは、NISTとMathWorksが1998年から2012年までに開発したパブリックドメインライブラリであるTNT/JAMAの実装からほぼ完全に派生しており、http://math.nist.gov/tnt/index.html で入手可能です(Geturled June 6, 2020)。彼らの実装はEISPACKをベースにしています。 OpenCFDはOpenQBMMへの貢献者、特にAlberto Passalacqua博士（アイオワ州立大学）に感謝します。

新しく改良されたアドジョイント最適化ツール

このアドジョイントライブラリは、計算領域の一部にわたって乱流粘度の二乗積分を通してノイズを定性的に定量化する目的関数の最小化を可能にする新機能を追加しました[1]。この目的関数は、高忠実度のDES過渡シミュレーションを用いた最適化が計算量を必要とする場合に、比較的安価なRANSシミュレーションを用いてノイズを最小化するために過去に使用されてきました。乗用車のサイドミラーの設計に関連して、この目的関数を使用した例を紹介します（参考文献参照）。

さらに、回転壁速度原始境界条件に含まれる面中心の位置の微分から生じる感度導関数の寄与が、その従属関係、すなわちadjointRotatingWallVelocityを導入することで考慮されるようになりました。これらは、自転車のホイールのリムのような回転部品を設計する際に、正しい感度導関数を計算するために不可欠な要素です。

最後に、adjointOptimisationFoamを使用して自動形状最適化ループを実行する前にwriteActiveDesignVariablesを実行する必要がなくなり、最適化ワークフローが簡素化されます。リファレンス E.M. Papoutsis-Kiachagias, N. Magoulas, J. Mueller, C. Othmer, K.C. Giannakoglou: 'Noise Reduction in Car Aerodynamics using Surrogate Objective Function and Continuous Adjoint Method with Wall Functions', Computers & Fluids, 122:223-232, 2015. ソースコード $FOAM_SRC/optimisation/adjointOptimisation/adjoint/objectives/incompressible/objectiveNutSqr $FOAM_SRC/最適化/adjointOptimisation/adjoint/adjointBoundaryConditions/adjointRotatingWallVelocity 帰属ソフトウェアはPCOpt/NTUAとFOSS GPによって開発されました。エヴァンゲロス Papoutsis-Kiachagias博士。キリアコス・ジャイアンナコグルー教授。アンドリュー・ヘザー博士統合コードはOpenCFDとNTUAが共同で統合しています。ユーザーガイド NTUAが作成したPDFガイドはこちらからご覧いただけます。ユーザーガイドは、OpenFOAM v1912で導入された体積Bスプラインモーフィングを含む、自動形状最適化ループに関連するすべての機能を更新しました。

パッチ間距離の計算方法が新しくなりました。

meshWaveのパッチまでの距離計算の新しいバリエーション、すなわち方向性のあるMeshWaveが導入されました。与えられたメッシュ内の与えられた点に対して、既存のmeshWaveメソッドは指定されたパッチまでの直交距離を提供します。これは、例えば90度の丘のような非常に急峻な地形のメッシュでは問題となることがあります。新しい directionalMeshWave メソッドは、ユーザが指定した方向の距離成分を無視して、例えばパッチまでの距離を壁法線方向のみで計算できるようにします。壁の距離に関するmeshWaveとdirectionalMeshWaveの出力の比較例を以下に示します。

system/fvSchemes.wallDistを利用したパッチ間距離の計算方法の最小の動作例は以下の通りです。

wallDist
{
    method      directionalMeshWave;
    n           (0 0 1);
}

ソースコード $FOAM_SRC/finiteVolume/fvMesh/wallDist/patchDistMethods/directionalMeshWave FOAM_SRC/meshTools/cellDist/directionalWallPoint チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/mesh/moveDynamicMesh/SnakeRiverCanyon 拡張コードガイド方向性メッシュ波

新しい外部ソルバーモジュール

このリリースでは、PETScリニアソルバーライブラリへのOpenFOAMインターフェースを含む新しいモジュール、external-solverを提供します。このインターフェイスの構築は、以下の2つのステップからなります。

PETScライブラリの構築 OpenFOAM インターフェースの構築 PETScライブラリを構築する一つの方法は、OpenFOAM ThirdPartyディレクトリの中にあります。これにより、システム全体のPETScライブラリから分離されます。典型的なビルド順序は次のようになります。

# Go into the ThirdParty directory
cd $WM_THIRD_PARTY_DIR
# Try and see if the PETSc source are there
./makePetsc
# If not it will print download instructions, e.g.:
wget http://ftp.mcs.anl.gov/pub/petsc/release-snapshots/petsc-lite-3.13.2.tar.gz
tar xzf petsc-lite-3.13.2.tar.gz
# Again try building:
./makePetsc

これにより、PETSc のインクルードファイルとライブラリが ThirdParty ツリーの下のどこかにインストールされます。include/とlib/ディレクトリの位置をメモしておきます。ビルドの2番目の部分は、OpenFOAMソルバーの部分です。最新の外部ソルバーモジュールを入手してください。

cd WM_PROJECT_DIR
git submodule init
git submodule update

これにより、モジュール/外部ソルバーツリーが作成されるはずです。

cd modules/external-solver
# Build
./Allwmake -prefix=openfoam
# Update any OpenFOAM settings (not actually necessary for PETSc)
wmRefresh

Allwmakeは、PETScへのOpenFOAMソルバーインターフェイスをビルドします。コンパイル行が正しいインクルードディレクトリ(-Iで指定)とリンク行が正しいリンクディレクトリ(-Lで指定)をピックアップしていることを確認してください。リンク行は以下のように終わるはずです。

-o platforms/linux64GccDPInt32Opt/lib/libpetscFoam.so

このライブラリを system/controlDict からロードできるようになりました。

libs (petscFoam);

ただし、LD_LIBRARY_PATH に PETSc の基礎となるライブラリが必要になることに注意してください。サードパーティのビルドでは、これは通常コマンドで行います。

eval $(foamEtcFile -sh -config petsc -- -force)

以下のコマンドでロード可能かどうかを確認することができます。

foamHasLibrary -verbose petscFoam

外部ソルバーモジュールには、いくつかのチュートリアルが付属しています。例えば、PETScを線形ソルバーとして使用したSimpleFoam pitzDailyチュートリアル（system/fvSolutionで指定）があります。

Time = 1

Initializing PETSc
PETSc-bicg:  Solving for Ux, Initial residual = 1, Final residual = 0.0165669, No Iterations 1
PETSc-bicg:  Solving for Uy, Initial residual = 1, Final residual = 0.0143104, No Iterations 1
PETSc-cg:  Solving for p, Initial residual = 1, Final residual = 0.0981241, No Iterations 154
time step continuity errors : sum local = 1.71696, global = -0.010057, cumulative = -0.010057
PETSc-bicg:  Solving for epsilon, Initial residual = 0.199669, Final residual = 0.00505847, No Iterations 2
bounding epsilon, min: -1.45735 max: 1080.25 average: 48.855
PETSc-bicg:  Solving for k, Initial residual = 1, Final residual = 0.0131958, No Iterations 3
ExecutionTime = 0.47 s  ClockTime = 1 s

注意事項 petsc4Foamソルバーを別のバージョンのPETScでビルドする場合は、(ローカルコピーの)etc/config.sh/petscの設定を変更して、それらをソースにするようにしてください。ソースコード modules/external-solver/src/petsc4Foam チュートリアル modules/external-solver/tutorials/incompressible/simpleFoam 帰属ガバナンスの下で開発：Mark Olesen、Simone Bna、Stefano Zampiniが参加するHPC技術委員会によって作成されました。

ソルバーと物理モデル

サーマルバッフルの改良

compressible::thermalBaffle温度境界条件は、流体領域に隣接する熱を意識した固体領域(バッフル)を作成するために使用されます。これは、固体内のエネルギー方程式を解き、流体に結合するために必要なすべての情報を提供します。以前のバージョンでは、thermalBaffleModel は外部流体パッチでは使用できませんでした。今回のリリースでは、任意の伝達熱ソルバーを使用して共役熱伝達(CHT)ケースを作成し、パッチから押し出すことができるようになりました。条件は、温度、Tフィールド境界で指定され、要求されます。

固体のthermoTypeモデル固体混合型ほうしゃせんモデルメッシュ押出しモデル以下の図は、主な流体領域と固体領域を示している。ここで、固体領域は、流体のトップパッチから押し出された。

type               compressible::thermalBaffle;

// Solid baffle region name
region              baffle3DRegion;

Tnbr               T;
kappaMethod        fluidThermo;

// Is this baffle internal
internal            true;

// Solid thermo
thermoType
{
    type            heSolidThermo;
    mixture         pureMixture;
    transport       constIso;
    thermo          hConst;
    equationOfState rhoConst;
    specie          specie;
    energy          sensibleEnthalpy;
}

// Solid mixture
mixture
{
    specie
    {
        molWeight       20;
    }
    transport
    {
        kappa           0.01;
    }
    thermodynamics
    {
        Hf              0;
        Cp              15;
    }
    equationOfState
    {
        rho             80;
    }
}

// Radiation Model
radiation
{
    radiationModel  opaqueSolid;
    absorptionEmissionModel none;
    scatterModel    none;
}
// Extrude model
extrudeModel        linearNormal;
nLayers             50;
expansionRatio      1;
columnCells         false;
linearNormalCoeffs
{
    thickness           0.1;
}

このパッチから押し出されるバッフルが流体領域の内部か外部かを制御する新しいキーワード項目 internal に注意してください。internal オプションが false の場合は、bottom という名前のカップリングソリッド/T が必要ですが、これも compressible::thermalBaffle 型でなければなりません。ソースコード $FOAM_SRC/regionModels/thermalBaffleModels/derivedFvPatchFields/thermalBaffle チュートリアルフォーム_TUTORIALS/熱伝達/buoyantSimpleFoam/roomWithThickCeiling

粒子注入境界のハンドリングの改善

致命的なエラーを発生させるのではなく、ドメイン外に位置する粒子注入を単に無視するかどうかを柔軟に指定できるようになりました。これは、例えば、ドメインジオメトリが計算セットアップに完全に対応していない場合に、粒子の位置を初期化するために実験データセットを使用する場合などに便利です。このオプションは、粒子注入モデルを指定する際に含まれます。

model1
{
    type            reactingMultiphaseLookupTableInjection;
    ...

    // New entry to allow out of bounds
    ignoreOutOfBounds yes;
}

この機能を有効にすると、範囲外として識別された注入位置の数がソルバーのログに報告されます。ソースコード $FOAM_SRC/lagrangian/intermediate/submodels/Kinematic/InjectionModel/InjectionModel

新しいウェーバー数雲関数オブジェクト

新しいWeberNumberクラウド関数オブジェクトは、シミュレーションの書き込み時間に粒子のウェーバー数を計算し、ディスクに書き込みます。このフィールドは、/lagrangian/<cloudName>/Weの'標準'クラウドフィールドとして書き込まれ、ParaViewなどを使用した後処理のために利用可能です。クラウド関数オブジェクトは、定数/<cloudName>Propertiesファイルで次のように指定します。

cloudFunctions { WeberNumber1 { type WeberNumber; } ... }

次の例は、aachenBombチュートリアルの場合で、粒子の色がウェーバー数とキャリアのベオシティマグニチュードによって決定されています。

ソースコード $FOAM_SRC/lagrangian/intermediate/submodels/CloudFunctionObjects/WeberNumber チュートリアル foam_tutorials/lagrangian/sprayFoam/aachenBomb

改良されたCurle関数オブジェクト

OpenFOAM v1706でリリースされたCurle関数オブジェクトは、近距離音場項を含むようになり、ユーザー定義のリストまたはサーフェスに基づいて点のセットの音圧を計算するようにリファクタリングされました。点モードを使用する場合、エントリにはオブザーバーの位置のリストが含まれます。

CurlePoints { type Curle; libs (fieldFunctionObjects); ... patches (surface1 surface2); c0 330; input points; observerPositions ( (0 0 0) (1 0 0) ... (x y z) ); }

サーフェスモードでは、入力サーフェスの面の中心がオブザーバーの位置を表します。出力はサーフェスフォーマットまたはプレーンテキストファイルに書き戻すことができます。

CurleSurface { type Curle; libs ("libfieldFunctionObjects.so"); ... patches (surface1 surface2); c0 330; input surface; surface "inputSurface.obj" // Output - either points or surface output points; //output surface; //surfaceType ensight; }

下の画像はvortexShedチュートリアルケースの例で、左側には表面形状が白で表示されています（速度マグニチュード予測を重ねて表示）。

点と表面の両方の出力は、ノイズユーティリティによってサポートされており、例えば、ここでは約0.1Hzであることが示されているように、渦の放出周波数を強調するために使用することができます。

Source code $FOAM_SRC/functionObjects/field/Curle Tutorial $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/LES/vortexShed

改良された多相位相変化モデリング

相変化非圧縮性ソルバーinterCondensatingEvaporatingFoamとicoReactingMultiphaseInterFoamが改良されました。

新しいinterfaceHeatResistance相変化モデル温度方程式の半暗黙の処理インタフェース面積密度のための isoCutCell メソッドの使用ダイナミックメッシュの使用新しいinterfaceHeatResistance相変化モデルでは、拡散ソース分布法を使用しています(参考文献参照)。相変化ソースは、質量移動率を滑らかにするために、シャープな界面に広がっています。質量移動率は次のように計算される。

ここで

Aiは界面面積密度ツァット飽和温度Ｌ潜熱このモデルでは、等値面の位置はエントリisoAlphaによって制御することができます。さらに、特にソルバー icoReactingMultiphaseInterFoamでは、新しいオプションが利用可能になりました。相変化モデルにより柔軟性を持たせるために、相変化による体積変化を含めるか無視するかの新しいオプションが利用可能になりました(includeVolChange) ソルバーicoReactingMultiphaseInterFoamでは、質量交換モデルkineticGasEvaporationがより強固なものになりました。

これらのモデルの使い方は、以下のリンク先で見ることができます。

ソースコード $FOAM_SOLVERS/multiphase/icoReactingMultiphaseInterFoam $FOAM_SOLVERS/multiphase/interCondensatingEvaporatingFoam チュートリアル foam_tutorials/multiphase/icoReactingMultiPhaseInterFoam/poolEvaporationのmultiphase/icoReactingMultiPhaseInterFoam/poolEvaporation $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/icoReactingMultingMultifaseInterFoam/stefanProblem $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/interCondensatingEvaporatingFoam/stefanProblem 参考文献 Hardt, S., Wondra, F.(2008). ソースタームの連続体場表現に基づく界面流の蒸発モデル Journal of Computational Physics 227 (2008), 5871-5895 帰属 interfaceHeatResistanceの実装はHenning Scheufler氏の貢献です。

新しい改良された isoAdvector ベースのモデリング

このバージョンでは、isoAdvectorメソッドが更新され、新しいサブモデルとメソッドが追加されました。

新しい再構成法: isoAlpha, plicRDF, gradAlpha interIsoFoamソルバーの圧縮可能な定式化、compressibleInterIsoFoam 適応的なメッシュ精密化のための改良されたアルファ補間スキーム sampledSurfacesに基づくピースワイズ線形インターフェース構築(PLIC)のための後処理関数最も重要な更新は、新しく開発された再構築スキームに関するものです(参考文献参照)。再構成法isoAlphaは非構造格子ではうまく機能しないことがわかりました。新しく開発された手法であるplicRDFは、非構造格子上での法線方位計算を改善し、非構造格子が存在する場合にはより良い選択が可能となりました。新しいトップレベルソルバーcompressibleInterIsoFoamは、圧縮性のある流れを扱うように設計されています。このソルバーと非圧縮性ソルバーは、Automated Mesh refinement (AMR)と連動します。

使用方法

再構成スキームは、isoAdvector スキームを用いてアドベクタされた変数の fvSolution に以下のように指定されています。

"alpha.water.*" { nAlphaCorr 1; nAlphaSubCycles 1; cAlpha 1; reconstructionScheme plicRDF; vof2IsoTol 1e-8; surfCellTol 1e-6; nAlphaBounds 3; snapTol 1e-12; clip true; }

以下の動画は、isoAdvector法を用いた新しい圧縮可能なInterIsoFoamとMULESを用いた圧縮可能なInterFoamについて、deepthCharge3Dの場合に得られた結果を比較したものです。

ソースコード $FOAM_SOLVERS/multiphase/compressibleInterFoam チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/multiphase/interIsoFoam/damBreakWithObstacle $FOAM_TUTORIALS/multiphase/compressibleInterIsoFoam/laminar/depthCharge3 参考文献 Henning Scheufler と Johan Roenby. "一般的なメッシュ上の体積分率データからの正確で効率的な表面再構成" Journal of Computational Physics (2019), doi: 10.1016/j.jcp.2019.01.009. 帰属この実装は、Henning Scheufler（DLR）とJohan Roenby（DHI）によって実施されました。統合統合はOpenCFD Ltdが著者からの寄稿を受けて実施した。

新しいパイプライン型共役グラジエントソルバー

共役勾配(CG)ソルバーを並列に実行する場合、すべてのプロセッサが同じ探索方向を使用する必要があります。これにはグローバルリダクション (MPI_Allreduce) が必要です。多数のコアでは、これがスケーリングのボトルネックになるかもしれません。この問題を回避するために、2つの新しい線形ソルバーが導入されました。

スカラの3つのグローバルリダクションを3つのスカラに対して1つのリダクションに置き換える(オーバーヘッドを減らす) これらのグローバルな削減は、'ハロスワップ' (隣接するプロセッサとの通信のみ) とのオーバーラップを可能にします。多数のコアでは、これがスケーリングの助けになるかもしれません。この方法の欠点は、以下の点です。

演算数の増加必要なメモリを増やす

Pipelined Preconditioned Conjugate Gradient solver (PPCG)

新しいソルバーの最初のものは、既存のPCGソルバーをパイプラインフレームワークに再構築したものです。切り捨て誤差の違いを除けば、既存のPCGソルバーと全く同じ動作をします。単純なケースでは、残差と反復回数は同じでなければなりません。

パイプライン化された前提条件付き共役残基ソルバー(PPCR)

これは、前提条件付き変数の消去方向をベースにしたPPCGソルバーを修正したものです。これは、最初の反復でわずかに良い残差の振る舞いを示しますが、通信の重複が少なくなります。詳細については、上記の参考文献を参照してください。このソルバーは、例えば非圧縮性/pisoFoam/LES/motorBikeチュートリアルのように、緩い許容範囲でGAMGソルバーの最も粗いレベルを解くために使用すると面白いでしょう。

pFinal { $p; relTol 0; // Explicit specify solver for coarse-level correction to override // solution tolerance coarsestLevelCorr { solver PPCR; preconditioner DIC; relTol 0.05; } }

純粋に一番粗いレベルの解を見ている（一番粗いレベルを解くのに必要なスイープ数の全体）。

PPCRソルバーは掃引回数が少なくて済みますが、時折トップレベルのGAMGサイクルをより多く必要とするため、粗いレベルのソルバーの呼び出し回数が多くなります。全体的な統計量。

注意事項。

シミュレーションは一度しか実行されていないため、タイミングは代表的なものではありません。シミュレーションは同じノードの8コアで実行され、インターコネクトは使用されませんでした。シミュレーションの統計量は比較されませんでしたが、ソルバーの選択以外はケースの設定に変更はありませんでした。ソースコード $FOAM_SRC/OpenFOAM/マトリックス/lduMatrix/ソルバー/PPCG/PPCG.C $FOAM_SRC/OpenFOAM/マトリックス/lduMatrix/ソルバー/PPCG/PPCR.C 参考文献 Ghysels, P., and Vanroose, W. (2014). 前提条件付き共役勾配アルゴリズムにおけるグローバル同期遅延の隠蔽. 並列コンピューティング, 40(7), 224-238.

パーティクルを除去するための新しい雲関数オブジェクト

新しいremoveParcelsクラウド関数オブジェクトでは、事前に定義されたフェースゾーンに到達したパーティクルを削除することができます。これは、パーティクルが関心を持たなくなり、ドメイン境界を抜けるまで追跡されたり、他の方法で排除されたりして貴重なリソースを消費する場合に有益です。例えば、雨のシミュレーションでは、エアフィルターに到達したパーティクルだけが関心を持つことになります。 removeParcelsオブジェクトは以下のように指定できます。

cloudFunctions { removeParcels1 { type removeParcels; log yes; resetOnWrite no; resetOnStart no; faceZones (cycLeftcycRight); } }

アクティブにすると、オブジェクトは、面ゾーンごとに除去された小包の数と質量をレポートします。

removeParcels1 output: faceZonecycLeft: removed 994 parcels with mass 0.009817407917 faceZonecycRight: removed 0 parcels with mass 0

ファイルにも同じ情報が保存されています。 postProcessing/lagrangian/<cloudName>/<objectName>/0/removeParcels<faceZoneName>.dat ソースコード $FOAM_SRC/lagrangian/intermediate/submodels/CloudFunctionObjects/RemoveParcels

大型構造物の一括点移動を改善

このリリースでは、OpenFOAMによる構造物の外部結合を拡張しています。塊点法は、CFDメッシュよりもはるかに、はるかに粗く、流体領域よりもはるかに遅い動きを持つFEAモデルで、大規模な構造物の流体-構造-相互作用を扱うために考案されました。このため、与えられたジオメトリは、その「リギング」によって定義されますが、これは、ポイントの塊と接続性の観点から定義されたモーションコントローラです。これらは、動きの「骨格」と考えることができます。モーションコントローラは、補間の影響を定義するためにメッシュパッチに関連付けられています。リギング上の塊点を移動させると、パッチ点が移動し、これがメッシュモーションソルバーの境界条件に使用されます。注：リギングの変位とブリッジの変位はともに誇張されたスケールで表示されています。

ソースコード $FOAM_APP/applications/utilities/postProcessing/lumped $FOAM_SRC/lumpedPointMotion チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/incompressible/lumpedPointMotion/bridge $FOAM_TUTORIALS/incompressible/lumpedPointMotion/building

雪崩と泥のスライドツールを新しく更新しました。

このリリースには、雪崩コミュニティサブモジュールの多くの更新が含まれています。

新しい物理モデル（ソルバー）faParkerFukushimaFoam（Parker et al. 1986; doi.org/10.1017/S0022112086001404に基づく）濁流のシミュレーション（Kate Heeremaとの共同研究、itn-slate.euの支援を受けています。地理空間データフォーマットの統合が改善されたことで、QGISなどの地理情報システムでの簡単なケース設定、地理参照結果、後処理が可能になりました。) 有限領域フィールドに地理空間ベクトルデータ（ESRI(R)シェイプファイル）と地理空間ラスタデータ（ESRI(R)ガード）を直接インポートするための改良されたユーティリティ releaseAreaMapping 地理空間の地形/地形データからジオメトリ（STLファイル）を生成するための新しいユーティリティgridToSTL 新機能オブジェクト shapefile有限領域フィールドを地理空間ベクトルデータとしてエクスポートするための書き込み（ESRI(R)シェイプファイル新機能オブジェクト gridfile有限領域のフィールドを地理空間ラスタデータとしてエクスポートするための書き込み(ESRI(R)ガード)

ソースコード $WM_PROJECT_DIR/modules/avalanche 帰属 Matthias Rauter, ノルウェー地質研究所

境界条件
大気境界層モデリングのための新しいツール

OpenFOAM v2006には、大気境界層モデリングを対象とした新しいツール群の最初のリリースが含まれています。これらのツールは、ESI-OpenCFD Ltd.、ENERCON GmbH、CENERの共同研究により開発されました。この改良は、時空間的に変化する地形、例えば部分的に林業平原などの大気安定条件の下で、（わずかに/非常に）安定/不安定/中立な大気安定条件の下での表面層とエクマン大気層の包括的なモデリングを可能にしています。このコードは現在開発中であり、近い将来には更なる拡張機能がリリースされる予定です。

新しい境界条件

大気境界層モデル化のための8つの新しい境界条件が導入された(そのうち6つは壁制約)。

動学的乱流熱伝導率, alphat: atmAlphatkWallFunction 乱流運動エネルギー散逸率、ε：atmEpsilonWallFunction 乱流粘度、ナット、速度に基づく、U: atmNutUWallFunction 乱流粘度、ナット、乱流運動エネルギー、k、および速度に基づく、U: atmNutWallFunction 乱流粘度, ナット, 乱流運動エネルギーに基づく, k: atmNutkW壁関数比放散率、quoteTextomega: atmOmegaWallFunction 温度、T、熱流束、q：atmTurbulentHeatFluxTemperature 特定の散逸率のための入口条件、ω：atmBoundaryLayerInletOmega ソースコード $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmAlphatkWallFunction $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmEpsilonWallFunction $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmNutUWallFunction $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmNutWallFunction $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmNutkWallFunction $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/wallFunctions/atmOmegaWallFunction FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmTurbulentHeatFluxTemperature $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmBoundaryLayerInletOmega チュートリアル FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmForestStability $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/atmFlatTerrain $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/HargreavesWright_2007

境界条件の改善

atmBoundaryLayer境界条件は、均質、二次元、乾気、平衡、中性大気境界層（ABL）モデリングのための風速と乱流量のための対数法則型の地上正規入口境界条件を提供します。 atmBoundaryLayer境界条件の2006年以前の実装は、Richards and Hoxey, 1993に基づいており、乱流運動エネルギーは高さに応じて一定です。 atmBoundaryLayer条件の新しい実装（Yang et al.に基づく）は、Richards and Hoxey, 1993による式を一般化し、乱流量の実験的またはヒューリスティックな空間変動プロファイルを数学的に一貫した方法で入力できるようにしました。実用的な利点の1つは、これにより、高さの関数として変化する乱流運動エネルギーの地平正規分布が可能になることである。この目的のために、乱流運動エネルギーの実験データとの非線形フィッティングによって決定される2つの新しいオプションの曲線フィッティング係数、すなわちC1とC2が導入された（Yangら、2009、式19-20で示されるように）。

inlet { type atmBoundaryLayerInlet{Epsilon,K,Omega,Velocity}; ... C1 0.0; C2 1.0; }

ソースコード FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmBoundaryLayer/atmBoundaryLayer.H $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmBoundaryLayer/atmBoundaryLayerInletEpsilon.H $FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmBoundaryLayer/atmBoundaryLayerInletK.H FOAM_SRC/atmosphericModels/derivedFvPatchFields/atmBoundaryLayer/atmBoundaryLayerInletVelocity.H チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/HargreavesWright_2007 拡張コードガイドＡＴＭ境界層 atmBoundaryLayerInletEpsilon atmBoundaryLayerInletK atmBoundaryLayerInletVelocity

新しい改良された fvOptions

8つの新しいfvOptionsが導入され、1つのfvOptionsが大気境界層モデリング用に改良されました。

atmAmbientTurbSource atmBuoyancyTurbSource atmCoriolisUSource atmLengthScaleTurbSource アットムナッツソース atmPlantCanopyTSource atmPlantCanopyTurbSource atmPlantCanopyUSource アクチュエーションディスクソースソースコード FOAM_SRC/atmosphericModels/vvOptions/atmAmbientTurbSource FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmBuoyancyTurbSource FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmCoriolisUSource FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmLengthScaleTurbSource FOAM_SRC/atmosphericModels/vvオプション/atmNutSource $FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmPlantCanopyTSource FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmPlantCanopyTurbSource $FOAM_SRC/atmosphericModels/fvOptions/atmPlantCanopyUSource $FOAM_SRC/fvOptions/sources/derived/actuationDiskSource チュートリアル FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/atmForestStability $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/atmFlatTerrain フォームチュートリアル/incompressible/simpleFoam/turbineSiting

新しい検証チュートリアル

大気境界層モデリングのための3つの新しい検証チュートリアルが導入されました。これらは、均質、2次元、乾気、平衡、中性大気境界層(ABL)モデリングのための風速と乱流量のための対数法則型の地上正規流入境界条件の性能を評価します。最初の検証ケースは、Hargreaves-Wright, 2007によるよく知られた空フェッチケースであり、ここでは、平坦な地形上の均質、2次元、乾燥空気、平衡、中性大気境界層に対して、下流の速度と乱流量の大気入口プロファイルが保存されていることが示された。

Fig. 1: Hargreaves, D. M., & Wright, N. G. (2007). On the use of the k model in commercial CFD software to model the neutral atmospheric boundary layer. Journal of wind engineering and industrial aerodynamics, 95(5), 355-369. DOI:10.1016/j.jweia.2006.08.002

チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericFlows/HargreavesWright_2007 $FOAM_TUTORIALS/resources/dataset/atm-HargreavesWright-2007 2つ目の検証事例は、Lettau, 1950を介してドイツのライプツィヒで行われた有名な野外実験で、地盤法線速度分布に対する浮力、コリオリ、単純なプランテーションの効果が示されています。

Lettau, H. (1950). A re-examination of the "Leipzig wind profile" considering some relations between wind and turbulence in the frictional layer. Tellus, 2(2), 125-129. DOI:10.3402/tellusa.v2i2.8534 Fig. 4.1: Koblitz, T. (2013). CFD Modeling of Non-Neutral Atmospheric Boundary Layer Conditions. DTU Wind Energy. DTU Wind Energy PhD, No. 0019(EN).

チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericFlows/atmFlatTerrain $FOAM_TUTORIALS/リソース/データセット/atm-Koblitz-2013 最終的な検証ケースは、スウェーデンのRyningsnasで複雑な森林景観を対象に実施されたより最近のフィールド実験に基づいており、大気安定性モデリングのための新しい機能をテストするためにArnqvistら、2015年。

Datasets: Arnqvist, J., Segalini, A., Dellwik, E., & Bergstrm, H. (2015). Wind statistics from a forested landscape. Boundary-Layer Meteorology, 156(1), 53-71. DOI:10.1007/s10546-015-0016-x

チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericFlows/atmForestStability $FOAM_TUTORIALS/resources/dataset/atm-Arnqvist-2015 帰属 OpenCFDは、Hamza Musaddiq、Michael Alletto、Judith Langner (ENERCON Gmbh)、Roberto Chavez (CENER)に、様々な機能の初期実装、多くの有益な議論、有益な提案をしていただいたことに感謝します。

低レイノルズ数と高レイノルズ数の流れのための新しい壁ブレンディング

壁関数を適切に使用するには、最初の壁法グリッドの高さがモデルの導出と仮定に適合している必要があります。しかし、局所的なレイノルズ数は時空間的に変化し、計算前には未知であり、複雑な形状の壁境界付近のメッシュを制御することは些細なことではないため、このタスクはしばしば時間がかかり、脆弱です。このバージョンでは、これらの問題を軽減するために、各壁層からの寄与をスムーズに、または意図的に不連続にブレンドする新しい壁関数ブレンド手法を導入しました。新しい壁関数ブレンドオプションは以下の通りです。

Blending description stepwise Stepwise switch (discontinuous) max Maximum value switch (discontinuous) binomial Binomial blending (smooth) exponential Exponential blending (smooth) tanh Tanh blending (smooth)

を使用して、以下の壁関数に対応しています。

epsilonWallFunction オメガウォールファンクションナットクウォール機能ナットユーウォール機能帰属 OpenCFDは、有益な議論と彼の提案をしてくれたMirza Popovac (オーストリア工科大学)に感謝したいと思います。

後処理
Ensightフォーマットへのデータ変換を改善

foamToEnsightユーティリティが拡張され、cellZonesの柔軟な取り扱いが可能になり、foamToVTKと同様の機能をより多く組み込むことができるようになりました。foamToEnsightPartsユーティリティ（シリアルのみであった）は冗長化されたため削除されました。現在、foamToEnsight

複数のセルゾーンを扱うことができます。点場のための追加サポート追加の-nearCellValueオプション(foamToVTKと同様) これまでと同様に、シリアルまたはパラレルで実行できます。最新のfoamToEnsightオプションです。

Options Output default Individual parts for cellZones, unzoned cells (internalMesh) and patches -cellZones NAME/LIST Specify single or multiple cellZones to write -no-cellZones Suppress writing any cellZones -excludePatches NAME/LIST Exclude single or multiple patches (name or regex) from writing -index NUM Starting index for consecutive number of Ensight data/files. -nearCellValue Use zero-gradient cell values on patches -no-mesh Suppress writing the geometry -no-overwrite Suppress removal of existing EnSight output directory -no-point-data Suppress conversion of pointFields, disable -nodeValues

オプションの完全なリストは、オンラインマニュアルおよび/または OpenFOAM API ガイドに記載されています。改良されたセルゾーンの機能性は、セルゾーンを使用したチュートリアルケースを使用してテストすることができます。foamToEnsight を実行すると、下図のようにケースを視覚化することができ、さまざまなセルゾーンが異なる色で強調表示されます。ParaViewでは、フィルタ抽出ブロックを使用して、Ensightフォーマットからセルゾーンを抽出することができます。

チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/RAS/propeller

新しい運動量誤差関数オブジェクト

新しいmomentumError関数オブジェクトは、controlDictの設定、またはpostProcessオプションとユーティリティを介したコマンドラインの設定に基づいて、トップレベルソルバーで解かれた運動量方程式の離散化に関連したエラーを評価します。評価は、バジェット計算に過渡項が含まれないタイムステップごとに実行されます。したがって、このツールは定常ソルバーにのみ適しています。誤差は、以下を使用して計算されます。

momentErr = divDevRhoReff() + fvc::div(phi, U) + fvc::grad(p)

ここで

divDevRhoReff() は乱流運動量フラックスです. fvc::div(phi, U)移流項 fvc::grad(p)圧力勾配

controlDict内の関数オブジェクトの例です。

momErr { type momentumError; executeControl writeTime; writeControl writeTime; }

ソースコード $FOAM_SRC/functionObjects/field/momentumError チュートリアルフォームチュートリアル/incompressible/simpleFoam/airFoil2D

Abaqus表面ファイルの新規読み込み

本バージョンでは、Abaqus サーフェス要素ファイルの読み込み機能が追加されました。 Abaqus ファイルと STARCD ファイルでは、入力ファイルに拡張子 .inp が使用される場合があるため、拡張子に依存しない入出力形式を指定する機能が追加されました。例えば、以下のようになります。

surfaceMeshConvert -read-format abaqus file.ext1 -write-format nastran file.ext2

Handling of surface extraction from solid elements and writing sampled surfaces in Abaqus format will be made available in future releases. Source code $FOAM_SRC/fileFormats/abaqus $FOAM_SRC/src/surfMesh/surfaceFormats/abaqus

新しいインターフェイスの高さ関数オブジェクト

この関数オブジェクトは openfoam.org リポジトリから移植されました。 interfaceHeight オブジェクトは、ユーザーが指定した位置のセットの上にあるインターフェイスの高さを報告します。それぞれの場所について、その場所と最下層の境界線上のインターフェイスの垂直距離が書かれ、これらの高さが計算されたインターフェイス上の点が完全に書き込まれます。これは，位置の上下に複数のインタフェースが存在する場合，平均値が報告されるという意味で，積分アプローチを使用しています．初期コードは、インターフェースの高さが計算されるデフォルトの方向を変更するオプションを含むように拡張されました。デフォルトでは、高さ計算は重力ベクトルに合わせて設定されますが、オプションの方向入力は、異なる方向を設定するために使用することができます。

interfaceHeight1 { type interfaceHeight; libs (fieldFunctionObjects); alpha alpha.liquid; direction (1 0 0); writeControl timeStep; writeInterval 3; locations ((0 0 0) (10 0 0) (20 0 0)); }

ソースコード $FOAM_SRC/functionObjects/field/interfaceHeight チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/interCondensatingEvaporatingFoam/stefanProblem 帰属 interfaceHeight 関数オブジェクトのベースは OpenFOAM.org から移植されています。拡張コードガイドインターフェイスの高さ

新しいダイナミックモード分解（DMD）機能オブジェクト

動的モード分解(DMD)は、データ駆動型、すなわち基礎となる物理学とは独立した次元削減手法であり、与えられた流れ(またはデータセット)から支配的な時空間コヒーレント構造をモードの形で明らかにし、定量化するために使用することができるので、与えられた流れの動的特徴は、支配方程式の完全なセットを計算しなくても解釈可能、牽引可能、または再現可能になるかもしれません。DMD理論へのエレガントで有用な導入はBrunton(2018)によって与えられています。このリリースには、Kiewat（2019）、Hematiら（2017）、およびHematiら（2014）によって開発されたアルゴリズムに基づくStreaming Total Dynamic Mode Decomposition（STDMD）と呼ばれる関数オブジェクトとしての新しいDMDバリアントが含まれています。他のDMDバリアントの中で、STDMDは、インクリメンタルアップデートと直交則ベースでのデータ圧縮を可能にすることによって、経済化された実行可能なメモリおよびCPU使用量と並んで、一般的なDMD法の能力を提供すると推定される。顕著な特徴。

古典的なグラム・シュミット法を含む並列処理、および直接トールスキニーQR分解(eigendecompositionソルバーを除く) <Type>=Scalar/Vector/SphericalTensor/SymmTensor/Tensorのように、{vol,surface}<Type>Fieldが入力可能なテンプレート入力。直交基底圧縮によるデータ圧縮が可能です。 3つのモードソートアルゴリズムと、支配的なモードを明らかにするための様々なフィルタリングエントリが利用可能です。潜在的な（既知の）注意点。

このSTDMDリリースはベータリリースです。したがって、次のバージョンでは、入出力インタフェースや内部構造の小～中程度の変更が予想されます。 DMDは執筆時点では活発な研究分野であり、そのため、奇妙な現象に遭遇する可能性があります。 STDMD行列の中間書き込みは計算コストが高くなるため、現在のところ再起動はサポートされていません。 wallShearStressなどの境界フィールドの操作は現在サポートされていません。 postProcessユーティリティによる使用はサポートされていません。 2次元定常流入円筒からのモード場の断面を示すプロットのセット検証テストスイートを以下に示します。各サブ図では、対応する順序を使用しています。左上＝MATLAB（シリアルデータを使用）、左下＝OpenFOAM（シリアル）、右上＝MATLAB（パラレルデータを使用）、右下＝OpenFOAM（パラレル/8-procs）。

この関数オブジェクトの最低限の動作例を以下に示します。

STDMD1 { type STDMD; libs (fieldFunctionObjects); field <inpField>; stdmdInterval 5.5; }

ソースコード $FOAM_SRC/functionObjects/field/STDMD チュートリアル $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pimpleFoam/laminar/cylinder2D 拡張コードガイドＳＴＤＭＤ帰属 OpenCFDは、STDMD機能の初期のMATLAB実装、有益な議論、有益な提案をしてくれたMarco Kiewat博士（ミュンヘン工科大学/AUDI）に感謝したいと思います。

新しい関数オブジェクト。ObukhovLength

新しいObukhovLength関数オブジェクトは、Obukhov長さ場と関連する摩擦速度場を計算します。地上の正規高さ、すなわち z でスケーリングされた場合、オブホフ長は大気境界層のモデリングのための無次元安定性パラメータ z/L になります。これは、乱流運動エネルギーの生成と散逸における浮力とせん断の相対的な役割を表現しています。 system/controlDict.functionsを用いたこの関数オブジェクトの最小動作例を以下に示します。

ObukhovLength1 { type ObukhovLength; libs (fieldFunctionObjects); }

ソースコード $FOAM_SRC/atmosphericModels/functionObjects/ObukhovLength チュートリアル FOAM_TUTORIALS/verificationAndValidation/atmosphericModels/atmForestStability 拡張コードガイドオブホフの長さ

新しい log(x) 関数オブジェクト

新しい log 関数オブジェクトは、入力 volScalarField の自然対数を計算します。 f = sln(max (f0,a)) + t

ここでは： f 出力 volScalarField f0 入力 volScalarField ln 自然対数演算子 a クリップスカラ s スカラ s スケーリング係数 t オフセット係数この関数オブジェクトの最低限の動作例を以下に示します。

log1 { type log; libs (fieldFunctionObjects); field <inpField>; clip 1e-3; checkDimensions false; scale 1.0; offset 0.0; }

Source code $FOAM_SRC/functionObjects/field/log Tutorial $FOAM_TUTORIALS/incompressible/pisoFoam/laminar/cavity Extended code guide log Attribution The base of the log function object has been ported from OpenFOAM.org

新しい pow(x) 関数オブジェクト

新しい pow 関数オブジェクトは、入力 volScalarField の電力を計算します。

f = sfn0 + t ここでは

f 出力 volScalararField f0 入力 volScalararField n 指数 s スケーリングファクター t オフセット係数この関数オブジェクトの最低限の動作例を以下に示します。

pow1 { type log; libs (fieldFunctionObjects); field <inpField>; n 0.25; scale 1.0; offset 0.0; }

ソースコード FOAM_SRC/functionObjects/field/pow/pow.H チュートリアルフォームチュートリアル/非圧縮性/pisoFoam/層状/空洞拡張コードガイドパウダー

サンプリングされた表面のコントロールを改善

サーフェス出力フォーマットは、一般的に使用されるフォーマットと圧縮キーワードを受け入れるように拡張されています。これらの正確な意味はコンテキストに依存します。例えば、VTK出力では、バイナリ/ASCIIフォーマットを選択しますが、圧縮は無視されます。X3D出力では、出力はASCIIのままですが、出力ファイルは圧縮できます。この変更により、boundaryDataのバイナリ出力のサポートも追加され、マップされたフィールドのファイルサイズが改善されました。 nastran および raw フォーマットでは、幾何学的なスケーリングと同様に、柔軟なディクショナリフォーマットでの独立したフィールドスケーリングがサポートされるようになりました。例えば、以下のようになります。

formatOptions { raw { compression on; scale 1000; // [m] -> [mm] fieldScale { "p.*" 0.01; // [Pa] -> [mbar] } } … }

ソースコード $FOAM_SRC/src/surfMesh/writers/nastran $FOAM_SRC/src/surfMesh/writers/raw

ドキュメント

OpenFOAMのユーザードキュメントのオーバーホール過去のリリースでは、OpenCFDはユーザードキュメントの改善を続けてきました。これはOpenFOAM v2006でも継続しており、すべてのフィールド関数オブジェクトとトップセットに対応するための努力が行われています。AMIWeights関数オブジェクトの例を以下に示します。

拡張コードガイドフィールド関数オブジェクトトップセット

ビルドシステム
新しいコンパイル済みパッケージ

このリリースでは、Ubuntu、openSUSE、CentOS/RedHat用にコンパイル済みのバイナリパッケージをサポートすることで、OpenFOAMの使用を簡素化しています。 https://develop.openfoam.com/Development/openfoam/-/wikis/precompiled パッケージの細分化は、さまざまな要件をサポートしています： https://develop.openfoam.com/Development/openfoam/-/wikis/precompiled#sub-packages

小実行時専用パッケージ中規模開発パッケージチュートリアル付きの大規模開発パッケージ

wmakeのビルドシステムを改良しました。

これにより、トップレベルのスクリプトを追加することなく、追加の機能にアクセスするための自然な手段が提供され、また、スクリプトの再利用が容易になりました。例えば、wmake -build-info. wmakeルールは追加の環境パラメータ(FOAM_EXTRA_CFLAGS、FOAM_EXTRA_CXXFLAGS、FOAM_EXTRA_LDFLAGS)を通過するようになり、コンパイルパラメータのカスタムチューニングをサポートし、OpenFOAMコードを統合する際に追加のコンパイルパラメータが必要な状況をサポートします。

コンパイラ/システムサポート

コンパイラのルールを新しく/更新しました。 linux64用のAmdコンパイラ(AOCCコンパイラ)。 linuxARM64用の富士通コンパイラ。 Darwin用のClangルールを更新し、openmpをサポートしました。コンパイラの派生物の扱いをより簡単にしました。オプションの 'オーバーライド' wmake ルールのサポート

モジュールとMPI

モジュールと MPI 固有のレイヤのツリー外コンパイルをサポートする新しいインフラストラクチャが追加されました。ユーザーアップグレードガイドを参照してください。

可視化モジュール

OpenFOAMをより柔軟にするための進行中の作業の一環として、VTK関連のコンポーネントが可視化モジュールに集約され、これらの要素が含まれるようになりました。

catalyst : ParaView/Catalystによるin-situ可視化 paraview-plugins : ParaView 用の補助リーダモジュール runTimePostProcessing : VTKベースの処理を用いたin-situ可視化この分割により、OpenFOAMコアを再コンパイルすることなく、異なるビジュアライゼーションコンフィギュレーションを簡単に生成することができます。これは例えば、VTK/PararaViewのバージョンや機能の異なる組み合わせをミックスしてマッチさせるために使用されます。

触媒サブモジュールは現在では廃止され、非推奨となっていることに注意してください。多くの普通のユーザにとって、このモジュールは無視しても問題ありません。