OpenFOAM

Dieser Artikel wurde für die folgenden Ubuntu-Versionen getestet:

Ubuntu 12.04 Precise Pangolin

Zum Verständnis dieses Artikels sind folgende Seiten hilfreich:

Inhaltsverzeichnis

Installation
Verwendung
Literatur
Links

Die numerische Strömungsmechanik ist eine Sonderform der allgemeinen Strömungsmechanik. Anstelle von analytischen Berechnungswegen werden iterative Lösungsalgorithmen eingesetzt, um Problemstellungen zu analysieren. Das Verfahren ist vor allem in Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen üblich und weckt immer größeres Interesse bei Unternehmen. Die numerische Strömungsmechanik ist allgemein unter dem Namen CFD (Computational Fluid Dynamics) bekannt und wird des öfteren auch als "Colors For Directors" oder "Colorful Fluid Dynamics" bezeichnet. Die CFD ist ein sehr interessantes naturwissenschaftliches Gebiet.

OpenFOAM {en} ist eine Open Source Toolbox, die alle benötigten Programmteile für numerische Strömungsberechnungen liefert. OpenFOAM steht dabei für Open Field Operation And Manipulation. Das Programm enthält zwei interne Vernetzer, viele Strömungslöser und ein Postprocessing-Tool zur Visualisierung der Ergebnisse. Des Weiteren enthält OpenFOAM eine Vielzahl zusätzlicher Werkzeuge, die für die Berechnung genutzt werden können.

OpenFOAM ist für die Nutzung im Terminal konzipiert und besitzt keine (offizielle) grafische Benutzeroberfläche. Weitere Informationen bezüglich der Strömungsmechanik findet man im Übersichtsartikel CFD - Strömungssimulation.

Installation¶

Zu Beginn muss für die Programme OpenFOAM und Paraview {en} eine Fremdquelle hinzugefügt werden.

Hinweis!

Zusätzliche Fremdquellen können das System gefährden.

Durch die Eingabe von zwei Befehlen in einem Terminal ^[1] fügt man die Fremdquellen dem System hinzu:

VERS=$(lsb_release -cs)
sudo sh -c "echo deb http://www.openfoam.org/download/ubuntu $VERS main > /etc/apt/sources.list.d/openfoam.list"

Nach dem Aktualisieren der Paketquellen kann anschließend die neueste stabile Version von OpenFOAM installiert ^[1] werden:

openfoam230

Wiki/Vorlagen/Installbutton/button.png mit apturl

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install openfoam230

sudo aptitude install openfoam230

Optional können auch ältere Versionen verwendet werden:

openfoam222
openfoam171

Wiki/Vorlagen/Installbutton/button.png mit apturl

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install openfoam222 openfoam171

sudo aptitude install openfoam222 openfoam171

Hinweis:

Da die Fremdquelle nicht authentifiziert werden kann, erfolgt ein entsprechender Hinweis. Dieser kann ignoriert werden.

Abschließend muss das Post-Processing Tool Paraview installiert werden:

paraviewopenfoam410

Wiki/Vorlagen/Installbutton/button.png mit apturl

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install paraviewopenfoam410

sudo aptitude install paraviewopenfoam410

Verwendung¶

Um OpenFOAM verwenden zu können, muss die Bash angepasst werden. Dazu wird die Datei ~/.bashrc mit einem Texteditor geöffnet ^[5] und folgender Eintrag an das Ende der Datei eingefügt:

# Pfad-Variablen fuer OpenFOAM 2.3.0
echo "OpenFOAM-2.3.0 geladen"
source /opt/openfoam230/etc/bashrc

Wird jetzt eine neue Shell geöffnet, kann OpenFOAM verwendet werden. Ein Kurztest erfolgt mit:

icoFoam -help

Weitere Hinweise zur Nutzung sind in der Installationsanleitung {en} und der offiziellen Dokumentation (siehe Links) zu finden.

Literatur¶

Möchte man sich näher mit der Thematik beschäftigen, sind folgende Bücher empfehlenswert:

J. H. Ferziger, M. Peric - Numerische Strömungsmechanik, Springer-Verlag GmbH, 2008. ISBN: 978-3-540-67586-0
E. Laurien, H. Oertel - Numerische Strömungsmechanik, Vieweg+Teubner Verlag, 2011. ISBN: 978-3-8348-1503-3
R. Schwarze - CFD-Modellierung, Springer-Verlag GmbH, 2012. ISBN: 978-3-642-24377-6

Links¶

OpenFOAM - Offizielle Projektseite
- User Guide - Dokumentation (auch als PDF)
- Wiki - Hilfreiche Tipps und Tricks
- Graphical User Interfaces - Übersicht der erhältlichen inoffiziellen grafischen Benutzeroberflächen (kommerziell und Open Source)
- PyFoam - Werkzeug zur Betrachtung der Residuenverläufe und vieles mehr
- Groovy BC - Erweiterung für die Erstellung eigener Randbedingungen
Deutsches OpenFOAM Forum auf www.cad.de
www.cfd-online.com - Die Community Plattform für CFDler
SnappyHexMesh - Vernetzungsbeispiele für den enthaltenen Vernetzer