Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

OpenFOAM
Программное обеспечение OpenFOAM logo.png
ControlDict simple.jpg
Основной файл конфигурации OpenFOAM ( controlDict )
Автор (ы) оригиналаГенри Веллер и Хрвое Ясак [1]
Разработчики)CFD Direct Ltd. [2] / OpenCFD Ltd. [3] / Wikki Ltd., [4] и сообщество
Начальная версия10 декабря 2004 г . ; 16 лет назад [5] ( 2004-12-10 )
Стабильный выпуск
v8 22 июля 2020 г. [6] / v2012 30 декабря 2020 г. [7] ( 2020-07-22 ) (2020-12-30)
Написано вC ++
Операционная системаUnix / Linux / Windows
ТипВычислительная гидродинамика , программное обеспечение для моделирования , взаимодействие структур жидкости
ЛицензияGPLv3
Веб-сайтopenfoam .org / openfoam .com

OpenFOAM (для « Open -source F IELD O peration й М anipulation») представляет собой С ++ набор инструментов для разработки индивидуальных численных решателей , и до / после обработки утилиты для решения механики сплошной среды проблем, и прежде всего в том числе вычислительной жидкости динамика (CFD).

Существует три основных варианта программного обеспечения OpenFOAM, которые выпускаются как бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом под Стандартной общественной лицензией GNU версии 3. В хронологическом порядке эти варианты следующие:

  1. Вариант OpenFOAM от OpenCFD Ltd. (с торговой маркой, зарегистрированной с 2007 года [8] ) впервые был выпущен как открытый в 2004 году. (Обратите внимание, что с 2012 года OpenCFD Ltd является дочерней компанией ESI Group.)
  2. Вариант FOAM-Extend от Wikki Ltd. (с 2009 г.)
  3. Вариант OpenFOAM Foundation Inc., выпущенный The OpenFOAM Foundation Inc. (с 2012 г.) и переданный в 2015 г. английской компании The OpenFOAM Foundation Ltd.

История [ править ]

Моделирование потока с использованием OpenFOAM и ParaView для визуализации

Название FOAM было заявлено как впервые появившееся как инструмент постобработки, написанное Чарли Хиллом, который был одним из сотрудников IBM в 2017 году [9], в начале 90-х годов в группе профессора Дэвида Госмана в Imperial. Колледж Лондона . [ необходима цитата ] В качестве контраргумента [ необходима проверка ] было заявлено, что Генри Веллер создал библиотеку FOAM для полевых операций и манипуляций, которая взаимодействовала с GUISE (программной средой графического интерфейса пользователя), созданной Чарли Хиллом для взаимодействия с AVS .

Тем не менее, как механики сплошной среды / вычислительный инструмент гидрогазодинамики, первое развитие ПЕНЫ (который стал OpenFOAM позже) было практически всегда предполагается быть инициирован Генри Уэллер в том же институте, используя C ++ программирования языка , а не де - факто стандарта язык программирования FORTRAN времени для разработки мощной и гибкой общей платформы моделирования. С этого момента до основания компании под названием Nabla Ltd (преимущественно) Генри Веллер и Хрвое Ясак в течение почти десяти лет занимались базовой разработкой программного обеспечения. [10] В течение нескольких лет FOAM продавалась как коммерческий код компанией Nabla Ltd. [11] Однако 10 декабря 2004 г. FOAM была выпущена подGPL и был переименован в OpenFOAM. [12]

В 2004 году компания Nabla Ltd закрылась. Сразу после этого Генри Веллер, Крис Гриншилдс и Маттийс Янссенс основали OpenCFD Ltd для разработки и выпуска OpenFOAM. [13] В то же время Хрвое Ясак основал консалтинговую компанию Wikki Ltd [14] и поддерживал форк OpenFOAM под названием openfoam-extend, позже переименованный в пенопласт .

В апреле 2008 года разработка OpenFOAM перешла на использование git в качестве репозитория исходного кода. [15]

8 августа 2011 года OpenCFD была приобретена Silicon Graphics International (SGI). [16] 12 сентября 2012 года ESI Group объявила о приобретении OpenCFD Ltd [17], которая сохранила свои активы и, в частности, товарный знак OpenFOAM.

В 2014 году Веллер и Гриншилдс покинули OpenCFD и сформировали CFD Direct Ltd. [18] OpenFOAM Foundation Ltd, директорами которой являются Генри Веллер, Крис Гриншилдс и Кристель де Рувре (генеральный директор ESI Group), передали обслуживание варианта OpenFOAM-Foundation. в CFD Direct.

На следующем рисунке показаны хронологические и общие процессы развития трех основных вариантов программного обеспечения OpenFOAM, где стрелки показывают направления передачи функциональности, а именно:

  1. Вариант OpenFOAM в основном разрабатывается и поддерживается OpenCFD Ltd. (компанией, принадлежащей ESI Group с 2012 года) с идентификатором даты выпуска (например, v1906) (с 2004 года),
  2. Вариант проекта FOAM-Extend в основном поддерживается Wikki Ltd. (с 2009 г.),
  3. Вариант OpenFOAM-Foundation в основном поддерживается идентификатором на основе последовательности CFD Direct Ltd. (например, 6.0) (с 2011 г.).

Управление OpenFOAM [ править ]

воздухоплавание

В 2018 году OpenCFD Ltd. и некоторые из ее промышленных, академических и общественных партнеров создали административный орган, то есть OpenFOAM Governance , чтобы позволить сообществу пользователей OpenFOAM принимать решения / вносить свой вклад в будущее развитие и направление своего варианта программного обеспечения. [19]

В структуру OpenFOAM Governance входили Руководящий комитет и различные технические комитеты . В Руководящий комитет вошли представители основных спонсоров OpenFOAM в промышленности, академических кругах, выпускающих органах и консультационных организациях. В организационный состав первоначального комитета вошли представители OpenCFD Ltd., ESI Group , Volkswagen , General Motors , FM Global , TotalSim Ltd., TU Darmstadt и Wikki Ltd. [20]

Кроме того, девять технических комитетов были созданы в следующих областях: документация, высокопроизводительные вычисления , построение сетки , многофазные , числовые , оптимизация , турбулентность , морские приложения и ядерные приложения с членами из организаций OpenCFD Ltd., CINECA , University of Загреб , Технический университет Дармштадта , Афинский национальный технический университет , Upstream CFD GmbH, Мичиганский университет и EPFL . [21]

Структура [ править ]

Структура программного обеспечения [ править ]

Макет OpenFOAM состоит из двух основных каталогов:

  • OpenFOAM- <версия> : библиотеки OpenFOAM, расположение каталогов которых показано на рисунке сбоку.
  • ThirdParty : набор сторонних библиотек.
Обзор структуры каталогов программного обеспечения OpenFOAM

Структура моделирования [ править ]

Моделирование OpenFOAM конфигурируется несколькими файлами ввода простого текста, расположенными в следующих трех каталогах: [22]

  • система/:
    • controlDict
    • fvSchemes
    • fvSolution
    • fvOptions (необязательно)
    • (другие словари (файлы конфигурации в OpenFOAM))
  • постоянный
    • polyMesh /
    • (другие словари)
  • 0 / (или другой каталог начального времени)
    • (полевые файлы)

Дополнительные каталоги могут быть созданы в зависимости от выбора пользователя. Они могут включать:

  • (каталоги времени результатов): прогнозы полей как функция количества итераций или времени
  • postProcessing /: данные, обычно генерируемые преобразованием данных функциональных объектов, например VTK

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущества [ править ]

  • Удобный синтаксис для уравнений в частных производных
  • Полностью документированный исходный код
  • Возможности неструктурированной многогранной сетки
  • Автоматическое распараллеливание приложений, написанных с использованием высокоуровневого синтаксиса OpenFOAM
  • Широкий спектр приложений и моделей, готовых к использованию
  • Коммерческая поддержка и обучение от разработчиков
  • Без лицензионных затрат

Недостатки [ править ]

  • Сообщество разработчиков страдает от фрагментации, что приводит к появлению множества разветвленных проектов.
  • Отсутствие интегрированного графического пользовательского интерфейса (доступны автономные варианты с открытым исходным кодом и проприетарные варианты)
  • Руководство программиста не содержит достаточной информации, что замедляет прогресс, если вам нужно написать новые приложения или добавить функциональность.

См. Также [ править ]

  • ParaView - многоплатформенное приложение с открытым исходным кодом для интерактивной научной визуализации.
  • Вычислительная гидродинамика
  • Метод конечных объемов
  • Компьютерное моделирование
  • Системы автоматизированного проектирования
  • Компьютерная инженерия

Ссылки [ править ]

  1. ^ Чен, Гунг; Xiong, Qingang; Моррис, Филип Дж .; Патерсон, Эрик Дж .; Сергеев Алексей; Ван, И-Цзин. «OpenFOAM для вычислительной гидродинамики». Уведомления AMS . 61 (4).
  2. ^ "CFD Direct - Архитекторы OpenFOAM" . CFD Direct . Архивировано 27 марта 2015 года.
  3. ^ "Набор инструментов CFD с открытым исходным кодом" . OpenFOAM .
  4. ^ "Wikki Ltd" .
  5. ^ "OpenFOAM запущен 10 декабря 2004 г." . OpenCFD Ltd. Архивировано из оригинала 8 февраля 2005 года . Проверено 20 августа 2019 .
  6. ^ «История OpenFOAM®» . 3 апреля 2016 г.
  7. ^ «История выпуска - OpenFOAM» . Дата обращения 3 августа 2020 .
  8. ^ «Глобальная база данных брендов» . Всемирная организация интеллектуальной собственности . Проверено 10 июля 2019 .
  9. ^ "IBM Fellows" . IBM . 13 апреля 2017 . Проверено 10 июля 2019 .
  10. ^ Чен, Гунг; Xiong, Qingang; Моррис, Филип Дж .; Патерсон, Эрик Дж .; Сергеев Алексей; Ван, И-Цзин (2014). «OpenFOAM для вычислительной гидродинамики» . Уведомления Американского математического общества . 61 (4): 354–363. DOI : 10,1090 / noti1095 .
  11. ^ "OpenFOAM" . CFD-Online . Проверено 28 июня 2019 .
  12. ^ "OpenFOAM запущен 10 декабря 2004 г." . OpenCFD Ltd. Архивировано из оригинала 8 февраля 2005 года . Проверено 20 августа 2019 .
  13. ^ Гриншилдс, Крис (3 апреля 2016 г.). «История выпуска» . openfoam.org . Архивировано 29 июля 2017 года.
  14. ^ "Wikki Ltd - О нас" .
  15. ^ "Хранилище истории OpenFOAM" . 15 января 2019.
  16. ^ «Пресс-релизы: SGI приобретает OpenCFD Ltd., лидера в области программного обеспечения для вычислительной гидродинамики (CFD) с открытым исходным кодом» . SGI. Архивировано 6 декабря 2012 года . Проверено 18 декабря 2012 года .
  17. ^ «Приобретение OpenCFD Ltd., лидера в области программного обеспечения с открытым исходным кодом в вычислительной гидродинамике» . ESI Group. 11 сентября 2012 года. Архивировано 6 декабря 2012 года . Проверено 18 декабря 2012 года .
  18. ^ "OpenFOAM" . CFD Direct. 25 марта 2015 г. Архивировано 29 марта 2015 г.
  19. ^ "Управление OpenFOAM" . OpenCFD Ltd . Проверено 10 августа 2019 .
  20. ^ "Руководящий комитет OpenFOAM" . OpenCFD Ltd . Проверено 10 августа 2019 .
  21. ^ "Технические комитеты OpenFOAM" . OpenCFD Ltd . Проверено 10 августа 2019 .
  22. ^ https://www.openfoam.com/documentation/guides/latest/doc/openfoam-guide-case-structure.html

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт OpenFOAM Foundation
  • DLR: авиастроение будущего - численное моделирование