УДК 532
А. Ю. П о п о в
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ ДВУМЕРНЫХ
ПРОФИЛЕЙ СРЕДСТВАМИ ПАКЕТА OPENFOAM
Дано описание схемы решения задач гидроаэродинамики в свободно
распространяемом прикладном пакете OpenFOAM. Отмечены не-
которые особенности в случае моделирования обтекания цилиндри-
ческих профилей. Сделан краткий обзор используемых совместно
с OpenFOAM свободно распространяемых препроцессоров. Приве-
дены примеры решения задач моделирования обтекания профилей
с применением описанных прикладных программных средств.
E-mail:
andreypopov@live.ru
Ключевые слова
:
свободное программное обеспечение с открытым ис-
ходным кодом, построение сеток.
При проектировании различных конструкций, находящихся в воз-
душном потоке, зачастую требуется определение аэродинамических
нагрузок (сил и моментов), действующих на них. При решении задач
вычислительной аэродинамики все более широкое применение нахо-
дит свободно распространяемый пакет OpenFOAM. Как следует из
его названия (Open Source Field Operation and Manipulation — свобод-
но распространяемый инструментарий для операций с полями), это
не столько пакет по решению задач вычислительной гидро- и аэро-
динамики в традиционном понимании, сколько инструментарий для
решения уравнений в частных производных. OpenFOAM распростра-
няется с открытым исходным кодом, тем самым предоставляя широкие
возможности по изучению и доработке реализованных в нем математи-
ческих моделей, методов решения систем линейных алгебраических
уравнений, численных методов решения уравнений в частных про-
изводных, систем обыкновенных дифференциальных уравнений. По
своей архитектуре OpenFOAM является набором большого количества
библиотек на языке Си. Такая модульная структура пакета позволяет
гибко модифицировать пакет под свои нужды, причем для этого тре-
буется обладание знаниями скорее не о классах пакета OpenFOAM
и взаимосвязях между ними, а о математических моделях и методах
решения задач.
OpenFOAM предоставляет широкие возможности по настройке
средств пакета под решение конкретной задачи или класса задач, одна-
ко это порождает и определенные сложности. Выбор численных мето-
дов и схем решения, а также установка значений большого количества
параметров при практическом отсутствии настроек “по умолчанию”
требует высокой квалификации пользователя и, зачастую, больших
трудозатрат. При этом документация пакета не всегда позволяет найти
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
153