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Jul 10, 2025 11:12 AM
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Jul 10, 2025 11:14 AM
前言：
Preface:
参考：感谢原作者们的无私引路和宝贵工作。
前置： OpenFOAM基础算法 SIMPLE & PISO & PIMPLE | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
前面已经讨论了定常标量输运方程的求解、非定常波动方程的求解。如果我们想进一步学习，可能在网上很多教程都推荐从 icoFoam 开始学习，但是当我们打开 icoFoam 求解器的源代码，会发现手足无措，陌生的代码和算法把我们蒙在了窗户纸后面，阻碍我们前进。
事实上，初学者在看 OpenFOAM 标准求解器之前应该有两件事要做
- 理解算法 OpenFOAM算法 SIMPLE & PISO & PIMPLE | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
- 这篇算法讨论其实已经写了不少代码的实现部分
- 直观的 SIMPLE 算法实现
- 没有任何 SIMPLE 以外功能的代码
所以我们仍然不急于看
icoFoam 求解器或者其他标准求解器。下面我们不考虑任何的优化、也不考虑收敛检查等等额外的功能，单从 SIMPLE 算法出发，直观地在 OpenFOAM 中实现该算法的求解器。控制方程如下
$$ \nabla\cdot U = 0 \tag{1}$$
$$
\frac{\partial U}{\partial t} + \nabla\cdot UU - \nabla\cdot(\mu\nabla U) = -\nabla p \tag{2}
$$
建立本文项目文件夹
应用准备
脚本和说明
略。
求解器
createFields.H
文件
/userApp/createFields.H 内容如下主源码
主源码中应用 SIMPLE 算法，实现如下
参考压力解释可见 关于fluent中的压力（一） - 希望先生 - 博客园 (cnblogs.com)
编译
调试算例
system/blockMeshDict无需修改，我们仍然使用原几何模型和几何网格
system/controlDict无需修改，我们仍然使用求解控制的设置（步长步数等）
decomposedParDict和PDRblockMeshDict不用管，本文用不到
constant/transportProperties.H无需修改，我们沿用粘度参数
debug_case/0/初始条件无需修改
fvSchemes
注意各个格式需要至少提供默认值，例如
fvSolution
最后添加语句
controlDict
自行尝试更改计算参数
计算
可以看到计算结果。
整理代码
我们可以把代码整理为如下文件结构
主源码
readfvSolution.H
UEqn.H
pEqn.H
编译计算
仍然使用上面的调试算例，结果是相同的。
小结
我们通过百分百还原数学方程，没有加入其他任何功能，最后我们得到了一个单纯基于
SIMPLE 算法的求解器。欢迎留言讨论，反馈建议和意见，赞助打赏。
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