Основы гидродинамического моделирования в OpenFOAM ★ 5.000

В рамках этого курса вы познакомитесь с основами численного моделирования в открытом программном комплексе OpenFOAM. Курс разработан в рамках проблемно-ориентированного подхода: вы будете знакомится с разными возможностями моделирования в OpenFOAM в ходе решения нескольких классических задач гидромеханики.

Курс будет полезен для студентов и аспирантов, изучающих численное моделирование гидродинамических процессов, СFD специалистов и инженеров, которые переходят на СПО OpenFOAM с других CFD пакетов, для специалистов из смежных областей, которые хотят овладеть современными методами численного моделирования аэрогидродинамики.

Для успешного прохождения курса нужны базовые представления о гидродинамике и базовые знания о методах численного моделирования.

Курс разработан в рамках проблемно-ориентированного подхода: вы будете знакомится с разными возможностями моделирования в OpenFOAM в ходе решения двух классических задач гидромеханики.

Вы начнете знакомство с базовыми возможностями OpenFOAM  в рамках исследования течения жидкости в квадратной каверне. Решения данной модельной задачи содержат важнейшие структурные элементы вязких течений, такие как сдвиговый поток, нарастающие на стенках пограничные слои, первичный, присоединенный и вторичные вихри. Разномасштабность и сложность этих структур с ростом числа Рейнольдса предъявляет все более высокие требования к качеству применяемых численных схем и размерности используемых сеток. Поэтому задача о стационарном циркуляционном течении в каверне является классическим объектом для тестирования новых методов решения уравнений Навье-Стокса и программных пакетов. Простейшая конфигурация для решения этой задачи (готовый проект) представлена разработчиками OpenFOAM. На базе этого примера вы познакомитесь с общей структурой проекта OpenFOAM, с базовыми методами построения расчетных сеток, с основными настройками решателей, а также программами и методами для пост-обработки и визуализации результатов расчетов.

Для решения  второй задачи - об обтекании круглого цилиндра потоком вязкой несжимаемой жидкости - вам нужно будет разработать модель в OpenFOAM «с нуля». Гидродинамика около цилиндра сложнее, чем в каверне: помимо тонких пограничных слоев и присоединенных вихревых структур, образующихся около тела, за цилиндром формируется нестационарный вихревой след, который распространяется на большие расстояния от цилиндра. Это накладывает принципиально более строгие требования к структуре расчетных сеток, к точности и скорости работы вычислительных алгоритмов. В ходе создания модели вы познакомитесь с методами построения сложных структурированных блочных сеток, с критериями оценки их качества, на новом уровне изучите численные методы и алгоритмы решения задачи в рамках конечно-объемного подхода, научитесь правильно подбирать методы аппроксимации и расчетные схемы для решения  задачи, познакомитесь с методом распараллеливания расчетов.