OpenFOAM｜06 求解器清单

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了OpenFOAM中多种类型的求解器，包括流体动力学、燃烧、传热、粒子跟踪、电磁场和固体应力分析等方面。这些求解器可以模拟不同领域中的复杂物理现象，如可压缩流体、化学反应、湍流、浮力驱动、热传导、颗粒输运、电磁场和固体应力等。文章还介绍了不同类型的求解器，如瞬态和稳态求解器、单相和多相求解器、以及包含化学反应和传热耦合的求解器等。这些求解器可应用于多个领域，如内燃机、火灾、暖通和传热、粒子输运和金融市场等。

OpenFOAM中提供了众多的标准求解器。有了这些标准求解器，即使你对程序设计一无所知，你也可以将OpenFOAM当做是一款CFD软件。实际上OpenFOAM的功能不只是求解器流体流动问题。

OpenFOAM的标准求解器位于$FOAM_SOLVERS目录下。如下图所示，每一个目录下均包含众多的求解器。了解这些求解器各自的用途，是用好这些求解器的基本前提。

可以在终端输入命令sol或cd $FOAM_SOLVERS进入求解器目录。文件夹中按照应用场合对求解器进行分类，各种不同求解器放置在子目录下。

1 Basic

包括三个求解器：

• laplacianFoam：求解器简单的拉普拉斯方程。如固体中的热传导方程。
• potentialFoam：势流求解器。求解速度势。
• scalarTransportFoam：求解稳态或瞬态的标量传输方程

2 Incompressible（不可压缩流动）

• adjointShapeOptimizationFoam：不可压缩非牛顿流体湍流流动稳态求解器，此求解器包括根据压力损失进行管道形状优化功能。
• boundaryFoam：不可压缩稳态一维湍流求解器。常用于为入口边界生产边界层条件
• icoFoam：牛顿流体不可压缩瞬态层流求解器
• nonNewtonianIcoFoam：非牛顿流体不可压缩瞬态层流求解器
• pimpleFoam：采用PIMPLE算法的大时间步不可压缩湍流瞬态求解器
• pimpleDyMFoam：用于运动网格的牛顿流体不可压缩湍流瞬态求解器
• pisoFoam：使用PISO算法的不可压缩湍流瞬态求解器
• shallowWaterFoam：瞬态无粘有旋浅水方程瞬态求解器
• simpleFoam：使用SIMPLE算法的不可压缩湍流稳态求解器
• porousSimpleFoam：支持MRF的多孔介质不可压缩湍流稳态求解器
• SRFSimpleFoam：单参考系中非牛顿流体不可压缩湍流稳态求解器

3 Compressible（可压缩流动）

• rhoCentralFoam：基于Kurganov&Tadmor中心迎风格式的密度计可压缩湍流求解器
• rhoCentralDyMFoam：支持动网格的基于Kurganov&Tadmor中心迎风格式的密度计可压缩湍流求解器
• rhoPimpleFoam：基于PIMPLE算法的可压缩湍流瞬态求解器，常用于HVAC领域
• rhoPimpleDyMFoam：与rhoPimpleFoam相同，不过附加了动网格求解
• rhoPorousSimpleFoam：附加有多孔介质模型的可压缩湍流稳态求解器
• sonicFoam：瞬态可压缩气体湍流求解器，用于跨音速和超音速
• sonicDyMFoam：与sonicFoam相同，可以使用动网格
• sonicLiquidFoam：可压缩跨音速/超音速层流瞬态求解器

4 Multiphase（多相流）

• cavitatingFoam：基于均相平衡模型瞬态空化求解器。
• cavitatingDyMFoam：与cavitatingFoam相同，支持动网格及自适应网格
• compressibleInterFoam：基于VOF模型的可压缩、非等温、不可溶两相界面捕捉求解器
• compressibleInterDyMFoam：与compressibleInterFoam功能相同，支持动网格与自适应网格
• compressibleMultiphaseInterPhase：基于VOF模型的支持n相不可压、非等温、不可溶流体界面捕捉求解器
• driftFluxFoam：基于mixture模型，考虑相间滑移的两相不可压缩求解器
• interFoam：基于VOF模型的两相不可压缩、等温、不可溶流体界面捕捉求解器
• interDyMFoam：与interFoam功能相同，支持动网格及自适应网格
• interMixingFoam：三相不可压缩，其中两相互溶，使用VOF模型捕捉相间界面
• interPhaseChangeFoam：基于VOF模型的不可压、等温、不可溶、存在相变的两相界面捕捉求解器
• interPhaseChangeDyMFoam：与interPhaseChangeFoam功能相同，支持动网格及自适应网格
• multiphaseEulerFoam：包含传热的多相可压缩求解器，基于双流体模型
• multiphaseInterFoam：考虑表面张力及接触角效应的多相不可压界面捕捉求解器
• multiphaseInterDyMFoam：与multiphaseInterFoam功能相同，支持动网格及自适应网格
• potentialFreeSurfaceFoam：包含波高的不可压缩NS方程求解器，可用于模拟单相自由表面的波高
• potentialFreeSurfaceDyMFoam：与potentialFreeSurfaceFoam功能相同，支持动网格及自适应网格
• reactingMultiphaseEulerFoam：用于具有共同压力的任何数量的可压缩流体相的系统，但是另外具有分离的性质。 相模型的类型在运行时选择，并且可以有选择地表示多个组分反应。
• reactingTwoPhaseEulerFoam：用于具有共同压力的2相可压缩流体系统，但是另外具有分离的性质。 相模型的类型在运行时选择，并且可以有选择地表示多个物种和同相反应。
• twoLiquidMixingFoam：不可压缩可溶两相混合求解器
• twoPhaseEulerFoam：两相可压缩系统，其中一相为分散相。典型应用为包含传热模型的流体中的气泡。

5 直接数值模拟

• dnsFoam：计算域为立方体的各向同性湍流直接模拟求解器

6 Combustion（燃烧）

• chemFoam：单网格化学反应求解器。主要用于与其他化学反应求解器作对比。
• coldEngineFoam：内燃机内冷态流动求解器
• engineFoam：内燃机求解器
• fireFoam：瞬态火灾及湍流扩散火焰求解器
• PDRFoam：附带湍流的可压预混/部分预混燃烧求解器
• reactingFoam：附带化学反应的燃烧求解器
• rhoReactingBuoyantFoam：利用密度基、热力学模型及浮力强化模型的燃烧求解器，包含化学反应
• rhoReactingFoam：密度基、热力学模型及化学反应的燃烧求解器
• XiFoam：包含湍流模型的可压缩预混/部分预混燃烧求解器

7 Heat Transfer（传热）

• buoyantBoussinesqPimpleFoam：包含湍流的瞬态不可压浮力驱动求解器

• buoyantBoussinesqSimpleFoam：包含湍流的稳态不可压浮力驱动求解器

• buoyantPimpleFoam：包含湍流的瞬态可压缩浮力驱动求解器（用于暖通和传热）

• buoyantSimpleFoam：包含湍流的稳态可压缩浮力驱动求解器

• chtMultiRegionFoam：固体热传导与流体传热耦合求解，包含浮力、湍流以及热传导瞬态求解器

• chtMultiRegionSimpleFoam：固体热传导与流体传热耦合求解，包含浮力、湍流以及热传导稳态求解器

• thermoFoam：在固定流程中的能量传输及热力学求解器

8 Particle-tracking（粒子跟踪）

• coalChemistryFoam：包含煤粉及石灰岩颗粒能量源及燃烧的可压缩、湍流瞬态求解器
• DPMFoam：考虑颗粒体积分数对连续相作用的单颗粒团耦合输运瞬态求解器
• MPPICFoam：基于MPPIC方法描述颗粒间的碰撞，不真实求解颗粒与颗粒的相互作用
• icoUncoupledKinematicParcelFoam：单颗粒团被动输运瞬态求解器
• icoUncoupledKinematicParcelFoam：支持动网格及自适应网格的icoUncoupledKinematicParcelFoam
• reactingParcelFilmFoam：包含化学反应、多项颗粒以及壁膜模型的可压缩湍流求解器
• reactingParcelFoam：包含化学反应、多相颗粒以及可选的源/约束的可压缩湍流瞬态求解器
• simpleReactingParcelFoam：包含化学反应、多相颗粒以及可选的源及约束的可压缩湍流稳态求解器
• sprayFoam：喷雾颗粒可压缩湍流瞬态求解器
• sprayDyMFoam：支持动网格和自适应网格的喷雾颗粒可压缩湍流瞬态求解器
• sprayEngineFoam：引擎喷雾颗粒可压缩湍流瞬态求解器
• uncoupledKinematicParcelFoam：颗粒团单相耦合瞬态求解器

9 Electromagnetics（电磁场）

• electrostaticFoam：静电场求解器
• magneticFoam：永磁场求解器
• mhdFoam：不可压缩层流磁流体求解器

10 Stress analysis of solid（固体应力）

• solidDisplacementFoam：线弹性小应变的有限体积瞬态分离式求解器，可选温度扩散和热应力
• solidEquilibriumDisplacementFoam：线弹性小应变的有限体积稳态分离式求解器，可选温度扩散和热应力

11 Finance（金融）

• financialFoam：期权定价Black0Scholes方程求解器