ESPUMA ABIERTA

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ESPUMA ABIERTA
Tipo de	Operación y manipulación de campo de código abierto
Desarrollador	La Fundación OpenFOAM Ltd
Escrito en	C++
Sistema operativo	linux , unix
Primera edición	2004
ultima versión	v2206 (junio de 2022) [1]
Licencia	GNU GPL
Sitio web	openfoam.org
Archivos multimedia en Wikimedia Commons

OpenFOAM ( inglés  Open Source Field Operation And Manipulation CFD ToolBox ) es una plataforma abierta integrable para la simulación numérica de problemas en mecánica continua .

Características generales

OpenFOAM es un conjunto de herramientas de CFD de distribución gratuita para operaciones con campos ( escalares , vectoriales y tensoriales). Hoy en día es una de las aplicaciones más completas y conocidas para la informática FVM .

El código OpenFOAM, desarrollado originalmente en el Reino Unido por OpenCFD, Limited , actualmente es mantenido y desarrollado por The OpenFOAM Foundation, una organización sin fines de lucro fundada por Henry Weller (el creador del código fuente de FOAM), Chris Greenshields y Cristel de Rouvray. El código toma su nombre e ideología de construcción de su predecesor FOAM (Field Operation And Manipulation). Inicialmente, el programa estaba destinado a los cálculos de resistencia, pero como resultado de muchos años de desarrollo académico e industrial, hoy permite resolver muchos problemas diferentes de mecánica continua (no limitados a ella), en particular:

• Cálculos de fuerza;
• Hidrodinámica de fluidos viscosos newtonianos y no newtonianos en aproximaciones incompresibles y compresibles, teniendo en cuenta la transferencia de calor por convección y la acción de las fuerzas gravitatorias . Para simular flujos turbulentos , es posible utilizar los métodos RANS ( modelos), LES y DNS . Es posible resolver problemas subsónicos, transónicos y supersónicos;
• Problemas de conducción de calor en un cuerpo sólido;
• Problemas de múltiples fases , incluidos aquellos con una descripción de las reacciones químicas de los componentes del flujo;
• Tareas relacionadas con la deformación de la grilla computacional;
• Tareas relacionadas;
• Algunos otros problemas, cuya formulación matemática requiere la solución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales en condiciones de geometría compleja del medio;
• Paralelización del cálculo para ejecutar en sistemas multiprocesador (incluidos los de clúster ).

El código se basa en un conjunto de bibliotecas que proporcionan herramientas para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales parciales tanto en el espacio como en el tiempo. El lenguaje de trabajo del código es OOP C++ . En términos de este lenguaje, la mayoría de los operadores matemáticos diferenciales y tensoriales en el código del programa (antes de traducirlos a un archivo ejecutable) de ecuaciones se pueden presentar en una forma legible por humanos, y el método de discretización y solución para cada operador puede ser elegido por el operador. usuario durante el proceso de cálculo. Por lo tanto, el código encapsula y separa completamente los conceptos de grilla computacional (método de discretización), discretización de las ecuaciones básicas y métodos para resolver ecuaciones algebraicas. Por ejemplo, la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento para un fluido newtoniano incompresible sin la acción de fuerzas del cuerpo:

se puede representar como:

resolver ( fvm::ddt(rho, U) + fvm::div(rho, U, U) - fvm::laplaciano(mu, U) == -fvc::grado(p) );

Junto con el código, se suministra un conjunto de programas "solver", en los que se implementan varios modelos matemáticos de mecánica continua.

El programa puede ejecutarse bajo Windows a través de una máquina virtual ; también hay implementaciones que no usan complementos adicionales [2] .

Relación con las normas

El paquete OpenFOAM tiene muchas utilidades que le permiten convertir formatos de terceros al formato OpenFOAM (por ejemplo, ANSYS, Fluent, Gambit, VTK, etc.). Para acceder a las utilidades, debe ir a la carpeta $FOAM_UTILITIES , esto también se puede hacer con el comando util[3] .

Sucursales

• blueCFD  es una versión de compilación cruzada de OpenFOAM para ejecutarse en sistemas operativos Windows, un derivado de OpenFlow. Incluye herramientas y funciones adicionales utilizadas en OpenFOAM. El desarrollo está respaldado por blueCAPE.
• FreeFOAM  es una versión independiente del sistema operativo de OpenFOAM que es portátil y más fácil de instalar. El proyecto se desarrolla en paralelo con los lanzamientos oficiales de OpenCFD y no tiene ninguna funcionalidad adicional. Utiliza CMake para construir. Desde 2017, el proyecto ya no es compatible según la información del sitio web del proyecto.
• OpenFlow es un código fuente adicional para la distribución OpenFOAM de compilación cruzada que se ejecuta en los sistemas operativos Windows. Los componentes de OpenFOAM en blueCFD se desarrollan a partir del código fuente de OpenFlow. El desarrollo es compatible con Symscape.
• OpenFOAM-extend es mantenido por Wikki Ltd. Esta rama incluye desarrollos comunitarios, la mayoría de los cuales se pueden instalar en la versión oficial de OpenFOAM con cambios mínimos. La rama se está desarrollando en paralelo con el lanzamiento oficial de OpenFOAM, pero en versiones recientes, los lanzamientos de la rama extendida tienen uno o dos años de retraso.

Relación con otros proyectos de código abierto

• SALOME  - paquete para trabajar con geometría y mallas
• ParaView  : un paquete para visualizar resultados y cuadrículas computacionales, suministrado por defecto con OpenFOAM
• FreeCAD es un sistema CAD paramétrico de uso general y código abierto . Junto con la extensión cfdOF , proporciona capacidades básicas de interfaz gráfica: le permite preparar un modelo 3D, designar límites, sus entradas y salidas, especificar parámetros de inicio e iniciar cálculos.

Notas

1. ↑ Versión 2206 de OpenFOAM . (indefinido)
2. ↑ OpenFOAM para MS Windows . Consultado el 9 de abril de 2016. Archivado desde el original el 13 de febrero de 2010. (indefinido)
3. ↑ Utilidades estándar . Consultado el 16 de julio de 2011. Archivado desde el original el 9 de agosto de 2011. (indefinido)

Literatura

• Darwin, M.; Mangani, L.; Moukalled, F. El método de volumen finito en dinámica de fluidos computacional: una introducción avanzada con OpenFOAM® y Matlab®. - 1 ra ed .. - Springer , 2015. - T. 113. - xxiv + 791 p. - (Mecánica de fluidos y sus aplicaciones). - ISBN 978-3-319-16873-9 .
• joey bernardo ¿A CFD o no a CFD? . Linux Journal (19 de septiembre de 2011). Consultado el 13 de noviembre de 2016. Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2016. (indefinido)

Enlaces

• Sitio oficial ( Ayuda en línea )
• Sitio web de OpenFOAM Archivado el 5 de febrero de 2005 en Wayback Machine de OpenCFD
• Dinámica de fluidos computacional Archivado el 11 de junio de 2007 en Wayback Machine .
• Wiki de OpenFOAM Archivado el 20 de agosto de 2008 en Wayback Machine .
• Wiki de traducción de documentación
• OpenFOAM en Habrahabr

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