OpenFOAM Sharing
Created time
Jul 10, 2025 11:08 AM
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Published
date
Jul 10, 2025
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openfoamsharing
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Mar 26, 2026 12:24 AM
前言：
Preface:
#updating
大多数新人会觉得 OpenFOAM 很难入门，特别是自学的勇士们。
本文对一些可能的问题和选择，试图给出明确的答案，而不是类似于“如果你有时间有能力，学习这个会对你有帮助。。。”“有时间的话你应该看一下，会帮助你更好的理解。。。”这种模棱两可让人犹豫的建议。
总的来说，本文试图指出一条“连续”“渐进”“清晰”“明确”“没有间断”“没有跳跃”的 OpenFOAM 入门学习路线。
关于系列本相关系列参考了大量的开源资料，有些进行了修改，有些补充了个人理解和实践。如果读者发现错误，又或是觉得哪里衔接不够连贯，欢迎在每篇下留言建议或者讨论。也欢迎来 https://aerosand.cn/Cafe/ 留言讨论。
前置知识
对于新人而言，微积分、线性代数、科学计算一般都是至少通过本科期末考试的水平，现阶段也够了，不需要系统复习，以后遇到不明白的地方针对性补充即可。
很多人在大学里修的 C/C++ 课程都停留在勉强能用的程度，C++ 更是很少用到面向对象特性。
但 OpenFOAM 却是 C++ 编写的。
建议提前完整过一遍 C++ 基础知识。面向对象特性就算看完其实很难有深入的理解和使用心得。只能持续学习，遇到问题再解决问题。
至于专业内容，比如湍流、反应、燃烧等等，每个人专业不同，不在此讨论内，没什么好说的。
OpenFOAM 第 0 步
环境准备
常用指令
OpenFOAM 第 1 步
OpenFOAM 第 1 步必不可少，特别是对于第一次接触 OpenFOAM 的新人来说。请不要忽略它，请耐心走完。
User Guide
官方用户指南 User Guide (openfoam.com)
- 官方用户指南无论如何都应该是最先被阅读的材料
- 官方指南也许不是基于最新版本，但是并不影响阅读和学习
- 通过官方手册，可以对 OpenFOAM 有一个最初的了解
Tutorial Guide
阅读完官方手册就应该立即阅读教程指南。链接如下
官方教程指南 Tutorial Guide (openfoam.com)
- 官方教程指南是第二最先被阅读的材料
- 通过官方教程指南，可以对 OpenFOAM 仿真计算的各个环节有清晰的认识
学习建议
- 学习过程中，如果遇到问题请在 obsidian、typora 之类的任意笔记软件上详细记录下自己的困惑，有些问题其实并不需要马上彻底搞清楚
- 重点是达成阅读的完整性，形成对 OpenFOAM 使用的整体理解
- 英语阅读可能确实是一个障碍，但必须要克服
- 请一页一页一行一行阅读，需要的时候在 OpenFOAM 动手尝试
- 必要的话，以上两个材料，请阅读第二遍
完成第 1 步后，case 类型的教程基本上就不需要继续拓展了，需要进入第 2 步补足理论。
OpenFOAM 第 2 步
计算流体力学基础
搞懂计算流体力学基本方程
CFD理论基础00 基本方程 | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
- 现阶段不需要面面俱到特别深入，随着学习推进再逐渐深入
有限体积法基础
基础入门只需要紧盯四大项的一般离散，旨在获得一个对有限体积法思想的整体理解。
如果有人一点都不了解有限差分法，那应该先简单了解有限差分思想
CFD理论基础01 有限差分法初步 | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
然后看有限体积法初步
CFD理论基础02 有限体积法初步 | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
有限体积法四大项离散
强烈推荐相关博士论文介绍理论的章节，简洁直接，脉络清晰
Jasak1996
学习建议
- 所有的公式都需要新人自己手推 2 遍以上
- 最好的学习是输出，强烈建议新人独立的梳理一份自己的笔记
强烈推荐同时阅读书籍
The Finite Volume Method in Computational Fluid Dynamics: An Advanced Introduction with OpenFOAM® and Matlab | SpringerLink
新人可能会感觉书中陌生的知识点有点多，英语文本加上符号系统，读起来很容易烦躁，这些都非常正常。本书的阅读可以贯穿整个学习过程，所以不要着急，请耐心阅读，慢慢阅读，不要求所有部分都读懂，可以暂时先跳过一些部分，或者在网上找一些视频或者文章辅助阅读，慢慢啃，会大有帮助。请做好阅读两遍以上的觉悟。
再次强调，不要强求马上看完本书，完成有限体积法初步之后，即可开始第 3 步。
OpenFOAM 第 3 步
迭代
后期的学习很多时候确实无法做到线性推进。很多时候，学习了后面的知识才能补足对前面知识的理解，迭代是必不可少的。
在有了一定的理论基础之后，强烈建议重新跟一个 case 类教程。不仅能够复习补充官方手册的内容，而且能结合有限体积法基础对操作有更深入的理解。推荐
Wolf Dynamics 系列基础教程，完全免费，配套完整，讲解细致，材料翔实。OpenFOAM Introductory Course Training Material (wolfdynamics.com)
深入
之后推荐下面的博士系列课程，有几点需要注意
- 请耐心的一步一步跟着做
- 在 High-level programming 之后，因为涉及 C++ 和算法实现，可能会感觉困难，不理解的地方可以跳过，请不用担心
- 就算有些地方跳过也要完整跟完，有些地方读不懂也要粗略扫一遍。
OpenFOAM 第 4 步
开发编程基础
旨在补充有限体积法的数值原理和 OpenFOAM 求解器代码实现之间的“跳跃”，补全学习过程中可能有困惑的点，让学习更加顺畅。至于自定义边界条件、utility 等内容均在求解器主框架之后，以后会逐渐涉及，不用担心。
跟完这个系列，对 OpenFOAM 开发编程大概有了一个认识，包含代码架构、编程语法、SIMPLE 算法等内容。
实际开发大多还是基于 OpenFOAM 标准求解器进行修改。
学习建议
C++ 最晚也要从这一步开始学习，至少该断断续续的查询了解。
完成这个系列后，下一步从数学公式出发，一点一点的啃 OpenFOAM 标准求解器。
OpenFOAM 第 5 步
基本求解器
开始 OpenFOAM 的求解器学习。
OpenFOAM 求解器学习系列 | 𝓐𝓮𝓻𝓸𝓼𝓪𝓷𝓭 (aerosand.cn)
这里的求解器学习并不是说要细挖每行代码的实现。我们仍然保持在应用实现层面，重点学习如何利用 OpenFOAM 框架，学习 OpenFOAM 是如何实现从物理方程到数值计算的。在理解原生求解器的过程中，会慢慢发现自己好像可以修改自己的求解器了。
学习建议
动手实践是最好的学习方式。理论推导和编程实现，两方面都要耐心去做。
OpenFOAM 最终步
大部分人的目的应该就是这里，通过前面艰苦的学习，终于要开发能够解决自己专业问题的求解器。
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