ofsp2026 25_pimpleSol

Created time

Mar 28, 2026 08:56 AM

type

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Published

date

Mar 28, 2026

slug

ofsp2026 25_pimpleSol

summary

0. 前言

在上一篇讨论中，我们详细讨论了 PIMPLE 算法，也粗略看了 OpenFOAM 中 PIMPLE 算法主框架的代码片段。

这里，我们将基于对算法的讨论，进行代码实现，理解一些代码的使用。

本文主要讨论

PIMPLE算法实现

计算 cavity 算例

1. 控制方程

控制方程如下

连续方程（质量方程）

动量方程为

依然有如下处理

粘性项已经简化

不考虑重力

密度已经处理

注意，动量方程存在瞬态项。

2. 项目准备

终端输入命令，建立项目

2.1. 说明文件

为项目提供说明文件

2.2. 脚本文件

我们依然使用之前的脚本。以后除非改动，不再赘述。

终端输入命令，新建脚本

清理脚本 Allclean 如下

运行脚本 Allrun 如下

不同担心脚本，随着讨论深入，我们会不断扩充脚本的内容，尝试和熟悉不同的写法。

3. 项目实现

我们用最简单的代码去实现 PISO 算法。

3.1. 主源码

考虑 24_pimple 中的讨论，在主源码中实现 PIMPLE 算法主要框架

可以看到算法主框架和上一篇的讨论一样。

3.2. 场的接入

场的接入 createFields.H 和之前的求解器一样，具体如下

3.3. 动量预测

动量预测在 UEq.H 中，代码如下

3.4. 压力动量修正

压力动量修正在 pEqn.H 中，代码如下

📌

Tip

注意，为了方便理解，这里同样没有进行非正交修正。因为后面使用的 cavity 算例网格简单，所以也没有什么影响。

3.5. 项目Make

如上面讨论的那样，该求解器并没有使用更多的库，所以项目 Make 文件无需额外增加链接的指定。

其中的 Make/files 内容如下

其中的 Make/options 内容如下

3.6. 编译

终端输入命令，编译整个项目

编译成功，没有问题。

3.7. 测试算例

我们调整拷贝的测试算例，用来测试上述求解器。

控制字典 controlDict 中修改如下

求解字典 fvSolution 中修改如下

其他文件保持不变。

3.6. 编译运行

编译项目

运行项目

后处理可视化

可以在 paraview 中查看计算结果。

4. 小结

通过求解器项目的实现和讨论，相信我们现在应该对 PIMPLE 算法和求解器实现有了较为全面的理解。

回顾这几篇算法讨论，我们大概讨论清楚了各种算法的主要思路和简单版本的代码实现。压力速度耦合的思想几乎贯穿了OpenFOAM中各种类型的计算流体动力学求解器。很多情况都是基于这些主要算法进行拓展的。

读者在自动调整代码的时候，比对原生求解器，探索原生求解器其他代码语句，会发现很多被我们讨论所精简掉的内容。

一方面，为了方便理解算法主要思路，我们避免对其他内容的涉及。不用担心，以后我们都会一一讨论解释。另一方面，我们使用 cavity 算例作为调试算例，较为简单，即使没有“边界条件约束”、“一致性检查”等等，也可以计算得到可用的结果。

本文完成讨论

PIMPLE算法实现

计算 cavity 算例

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📌

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