OpenFOAM网格规范与有效性检查

"OpenFOAM用户指南，版本2.3.0，由韩云龙翻译，包含网格描述、指导案例和应用库等内容。" OpenFOAM是一个开源的计算流体动力学(CFD)工具箱，其网格描述对于理解计算域的结构至关重要。在OpenFOAM中，网格被称为polyMesh，它允许高度灵活的3维单元构造，不设限于特定的面数或边数。这样的设计适应性强，特别适合处理复杂几何形状和动态变化的区域。然而，这种灵活性也带来了挑战，即通用网格转换工具可能难以处理。 在5.1章节中，详细讲述了网格规格和有效约束。首先，每个网格点在3维空间中由矢量定义，单位为米，并且点的列表中不允许有重复位置。点通过编号连接形成面，面的法向矢量遵循右手法则，即面对观察者时，顺时针排列的点对应法向指向观察者内部，逆时针则指向外部。 网格的有效约束包括： 1. **点约束**：每个点在3D空间中的位置由矢量唯一确定，且点列表中不能有重复位置。 2. **面约束**：面由有序点序列构成，这些点沿着面的边缘按顺序排列。面的法向矢量根据右手法则确定，确保了面的方向一致性。 OpenFOAM提供的`cellShape`工具可以帮助管理和转换到更传统的网格形式，以满足特定的需求或工具兼容性。 此外，文档还包含了一系列指导案例，如盖驱动腔流、带孔板的应力分析和水坝崩塌等，这些案例涵盖了从前处理（如网格生成）、求解过程、边界条件设定、流体属性、湍流模型选择，到时间步长控制、离散方法、线性求解器控制等多个方面，帮助用户了解和掌握OpenFOAM的实际操作。 在应用与库部分，文档介绍了OpenFOAM的编程语言特性，如基于C++的面向对象设计、方程表达和求解器代码结构。同时，还涉及到了编译、运行应用以及并行运算的详细步骤，包括如何使用wmake编译、链接自定义库、调试和优化以及并行计算的网格和初始场数据分解。 这份用户指南提供了OpenFOAM的基础知识和实际操作指南，对于学习和使用OpenFOAM进行CFD模拟非常有帮助。