【这些年】OpenFOAM

OpenFOAM的学习曲线比较陡峭。软件自身比较复杂，再加上做得不怎么样的文档，这造就了OpenFOAM陡峭的学习曲线。很多刚接触OpenFOAM的新手都觉得茫然无措，不知从何处下手。

我第一次接触这货，大约是在2008年，记得当时在一个交流会上听一位博士师兄提起的。那年头，整个实验室都被CFX搞得乌烟瘴气，OpenFOAM是个什么鬼，没有人知道。我在官网上看了介绍，然后尝试着安装，不记得安装了多久，反正是没有安装上，最后不了了之。

再次接触这货，转眼就到了2014年，一晃6年过去，这期间发生了很多的事情，实验室的CFD主打软件也从CFX转换成了Fluent，不过依旧没有人使用OpenFOAM。而之所以再次与之发生交集，是因为这年开始我在给研究生上《计算流体力学》这门课，而在给学生上课的过程中，我一直试图找到一个方便的工具，能够在数学算法推导之后能够示之以程序。在起初，我采用python进行程序演示，然而这个效率很低，缺少基础平台，对于复杂的几何模型，单单是个网格生成，就需要大段的程序代码，这显然不是我所想要的结果。我希望能有一个好的程序平台，一个基础设施完备，而只需要将注意力投放在算法上的平台，毫无疑问，OpenFOAM能够满足要求，于是有了第二次接触。

第二次接触其实并不愉快，虽然说OpenFOAM提供了完备的底层实现，然而要想读懂那些底层代码谈何容易。且不说C++号称是宇宙最难学的计算机语言，更何况OpenFOAM的代码并非原始的C++，而是采用了C++封装的类库，而且这类库还不是标准类库，读起来不是一般的费劲。就如我号称大学本科不务正业的学了四年C++，通过了高级程序员考试的应该不算太菜鸟的人读起来也是焦头烂额，经常迷失其中四处碰壁。连着读了三个月代码，发现这玩意儿用在课堂上，实在是不太合适，首先这货需要安装在linux环境下，如果要用在windows下的话，就只能安装虚拟机，而比较令人尴尬的是，学校教室中的计算机并不支持vt，虚拟机也没法安装，于是放弃。

转眼间到了2016年，由于项目需要开发CFD求解器，而项目工期又短，从头开始堆砖似乎不太可能，于是想起了OpenFOAM，用这个至少不需要从最基础的代码开始，虽然用别人的程序读起来麻烦，然而时间紧迫也顾不上那么多了。之前的经验说明，靠读代码似乎很难在短期内看到效果，因此需要寻找一条捷径。

下面是我的个人经验，并非适合所有人，非喜勿喷。

视不同的应用人群，OpenFOAM基本上可以分成两大块：

• 当做CFD求解器。OpenFOAM已经预制提供了一些标准求解器，实际上我们可以什么都不做，只是将其当做一款求解器，想来也是极好的。不过据说预制的求解器求解计算效率和商用CFD软件有差距，有人分析说是因为代码编译过程中没有优化，我没有尝试过，无从辨识真伪。不过OpenFOAM的并行效率是真的不太高。

• 当做CFD求解器开发平台。此时将OpenFOAM当做一个CFD类库，利用其已经预制好的外围基础，将目光集中在自己的求解器算法开发上，而不必担心底层实现，这比从头开始编程序要节省海量的时间。

实际上，如果要学习OpenFOAM，以上两方面都需要有所了解。

如果只是单纯的将OpenFOAM当做一款免费的CFD求解器，在实际工程中，你仍然需要了解每一个标准求解器所需要的case文件组成，不同的求解器所需要的文件不同，可惜OpenFOAM文档中并未提供所有标准求解器的使用方法，因此，这些求解器的使用方法则必须通过阅读相关的程序代码才能了解。

如果将OpenFOAM当做CFD求解器开发平台，当然工作侧重点是OpenFOAM程序代码，但是如果熟悉标准求解器的使用方法，毫无疑问能够帮助我们更好的理解其核心代码，这对于程序开发工作是极为有利的。

OpenFOAM的帮助文档做得并不好，很多重要信息在文档中都找不到，当然一部分原因可能是在于原厂以培训为生，如果文档写得很好的话，岂不是自断财路。更多的信息要在程序代码中找寻答案，这对于初学者来讲无疑是一座难以逾越的大山，不过这可能也会诞生出一个新的行当：为OpenFOAM开发前处理器。针对不同的行业定制不同的前处理器，这似乎要比对其他商用软件二次开发简单不少。目前也有不少所谓的云计算，实际上就是定制了一个网页前端，后台仍然采用OpenFOAM作为求解器。前端的工作实际上很简单，最核心的无非是求解器筛选以及case文本的准备。

OpenFOAM提供了非常多的tutorials文件，只不过没有提供文档说明，不过通过解读这些tutorials文件，对于熟悉标准求解器的使用是至关重要的。

发现最近写OpenFOAM的内容的时候，取关的人数特别多，很多人可能并不了解这个，以为我在胡言乱语。不过我想说的是，如果你只是使用CFD的话，商用软件足矣，但如果想要真正理解CFD的话，OpenFOAM是一个很好的平台。后期还会继续更新OpenFOAM的内容。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道