几个OpenFOAM内置的有用小工具

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后处理是CFD仿真中不可或缺的一步，如何方便快捷地对仿真结果进行分析处理也成为评估CFD软件优劣的一项重要指标。

商业CFD软件一般提供较好的交互界面窗口，方便用户在仿真计算前或者计算中对仿真结果进行处理，因此在用户友好度上评分较高。相比之下，OpenFOAM作为无GUI仿真软件，用户基本都需借助ParaFoam/ParaView平台进行可视化后处理，操作略显繁琐。其实，OpenFOAM具有内置的后处理命令行窗口（post-processing command line interface），以下分享几个后处理常用的工具/命令。

OpenFOAM

foamLog工具

postProcess工具

Run-time实时后处理

选用motorBike教程算例进行详细说明，文件位于：

$FOAM_TUTORIALS/incompressible/simpleFoam/motorBike

下图为OpenFOAM中使用后处理函数得到的速度云图与流线图。

foamLog工具

OpenFOAM运行时屏幕上会输出大量的log信息，一般这些信息都会定向输出到某个log文件，方便用户后续检查。Log文件中最重要的信息之一就是残差收敛情况，但所有信息都集中在了一个文件，用户不方便直观的得出收敛情况，这时可以采用foamLog工具对各求解变量的残差进行提取，提取的数据格式存储为X-Y类型，便于后续做图使用。

以motorBike算例展示，运行结束后在case文件夹下输入foamLog log.simpleFoam指令，将会自动创建一个名为logs的新文件夹，包含多个数据文件。以Ux为例，Ux_0提取了每步迭代中Ux的初始残差，UxFinalRes_0提取了每步迭代中Ux的最终残差，UxIters_0提取了每步迭代中Ux达到收敛所需的次数，示例如下：

可采用gnuplot绘制残差

postProcess工具

当计算结束后，可采用postProcess对当下保存的时间步文件进行后处理。可选后处理类型可用postProcess -list指令穷举：

各后处理工具对应的源代码位于$FOAM_SRC/functionObjects文件夹，对应的默认配置文件位于：

$FOAM_ETC/caseDicts/postprocessing文件夹

喜欢源码的伙伴可自行查阅。

下面以probes后处理函数为例介绍其基本使用步骤：

使用 foamInfo probes 获取函数的描述

使用 foamGet probes 复制配置文件到当下算例

编辑 system/probes 用户参数输入文件

执行指令postProcess -func probes，将自动创建postProcessing/probes文件夹并提取当下算例所有时间步结果中对应探针的物理量。

基于以上数据做进一步处理分析

使用postProcess工具将后处理步骤代码化和脚本化有助于参数化分析研究，也有助于数据的对比。虽然设置过程相较交互式界面略显繁琐，但该方法一劳永逸，设置好标准算例后，后续算例均可复制粘贴。

该方法仍存在一些不足：

必须等到运行结束才能进行后处理，计算过程与后处理是独立的。
后处理的数据提取依赖于用户保存的中间时间步结果。

Run-time实时后处理

为弥补postProcess工具带来的不足，可采用run-time实时后处理方法。该方法中调用的后处理函数与postProcess -list穷举出来的一致，只是形式上要将其放入controlDict的functions代码块中。

其对应的源码及说明位于：$FOAM_SRC/OpenFOAM/db/functionObjects/functionObject/functionObject.H

再次以motorBike算例为例，其 system/controlDict 内的functions包含：

展开cuttingPlane为例，其基本要素与上文提及的 functionObject.H 一致。

采用该run-time方法时，用户只需敲入对应求解器命令计算即可，在计算过程中，程序会自动输出用户定义好的后处理函数结果到postProcessing文件夹。

OpenFOAM内置了大量的后处理函数，用户可基于命令行形式使用postProcess工具调用，也可以将对应函数放入system/controlDict的functions模块中，从而实现run-time实时输出的功能。这里仅以比较简单的函数在此抛砖引玉，还需各位foamer一起发掘更强大的功能，希望对大家有所帮助。

来源：多相流在线