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大纲以及相关内容还在修改过程中

2206 基于OpenFOAM®开源软件的CFD入门课

课程引言

  • 使用计算流体力学(CFD)理论，结合现代计算机硬件以及编程语言(C++，Fortran)，对普遍存在的流动、传热等自然现象进行数值模拟，已成显学。因此许多同学也想较好的掌握CFD理论，更好的服务科研生产工作。但是由于CFD理论难度较大，使用商业软件很难理解其中真谛，并且商业软件版权费用昂贵一般个人用户难以承受，直到OpenFOAM软件出现。OpenFOAM是上世纪英国帝国理工学院在Linux平台使用现代C++语言开发，并于新千年开源，时至今日已衍生出诸多版本。因此种种，使用者只有具备良好的理论功底，了解Linux操作系统，掌握基础C++语法，才有可能通过OpenFOAM解决实际问题。通过自学，学习曲线较为陡峭，时间成本较大，容易导致从入门到放弃。课程目的就是希望通过十周时间解决OpenFOAM入门难的问题

课程想法

  • 教学教学，一起努力。

  • 水平一般，还请海涵。

  • 战战兢兢，如履薄冰。

  • 课程结束，年内开源。

  • 同行监督，加油加油。

致谢

  • 谢谢那些文献上的大神们(你们是天上的星星)，

  • 谢谢我的老师、朋友和同学们(名字太多)，

  • 谢谢我的妻子、儿子和女儿，

  • 谢谢参与培训的你们，感谢你们的信任，我们一起努力走完这十周，无论结局如何，我选择希望！

课程面向对象

  1. 研一或者大四学生，有进一步从事CFD相关工作兴趣。

  2. 博一、二年级学生，今后打算从事求解器开发相关工作。

  3. 从事CFD相关工作的有进一步提高需求的相关人员。

Danger

  1. 本课程并不涉及任何可压范畴内容

  2. 本课程并不讲解任何求解器、边界条件、湍流模型等植入内容

  3. 本课程持续时间10周，报名后做好时间管理

课程起始时间

Tip

2022年6月20日

课程周期

Tip

十周

课程安排

日期

时间

备注

周一

19:00-21:00

授课

周三

19:00-21:00

授课

周五

19:00-21:00

授课

周日

19:00-21:00

答疑

Danger

  1. 请海外同学注意，为北京时间。

  2. 为了高效沟通，后续会建立交流群。

  3. 老师水平有限，只能尽力解惑。

课程教学内容

  1. 前处理，几何和网格

  2. 离散方法，有限体积法

  3. 矩阵求解，介绍直接法，讲解共轭梯度和多重网格。

  4. 后处理，以python和paraview为主。

每个单元课程都是尽可能按照这四项思路来设计，单元之间有前后递进关系

Attention

  1. 课程几乎不涉及可压流动，可压缩流动与不可压缩流动的差别巨大，授课体系、求解方法也非常巨大。所以可压缩流动就是停留在名词阶段。

  2. 对于复杂流动情况，本课程不涉及。比如：几何复杂、网格复杂、物理场景复杂、边界条件复杂。

  3. 对于湍流，本课程仅仅调用OpenFOAM中现存的湍流模型，并不传授任何湍流相关理论。

课程教学大纲

第一部分 Linux

Linux操作系统安装

Ubuntu 20.04 LTS

Linux文件系统

.
├── bin -> usr/bin
├── boot
├── cdrom
├── dev
├── etc
├── home
├── lib -> usr/lib
├── lib32 -> usr/lib32
├── lib64 -> usr/lib64
├── libx32 -> usr/libx32
├── lost+found
├── media
├── mnt
├── opt
├── proc
├── root
├── run
├── sbin -> usr/sbin
├── snap
├── srv
├── swapfile
├── sys
├── tmp
├── usr
└── var

24 directories, 1 file

Linux命令行基本命令

$ sudo
$ ls
$ copy
$ move
$ touch
$ mkdir
$ cat
$ less
$ more
$ tail

Linux命令行高级命令

$ find
$ grep
$ sed
$ awk

shell脚本语言入门

1. 顺序
2. 条件
3. 循环
4. 函数

第二部分 基于OpenFOAM的CFD入门

1 引言

2 流体力学控制方程与三类边界条件

3 有限体积法求解, 扩散方程

4 有限体积法求解, 对流-扩散方程

5 有限体积法求解, 定常流动-SIMPLE算法

6 有限体积法求解, 瞬态流动-PISO算法

课程参考文献

1

Hrvoje Jasak. Error analysis and estimation for the finite volume method with applications to fluid flows. Imperial College London (University of London), 1996.

2

HK Versteeg and W Malalasekera. An introdution to computational fluid dynamics the finite volume method. Pearson, 2007.

3

Fadl Moukalled, Luca Mangani, and Marwan Darwish. The finite volume method in computational fluid dynamics - an advanced introdution with openfoam and matlab. Springer, 2016.

Attention

格式

课程收费

Attention

原价： 10000

现价：6000

课程奖励

获奖人数

Attention

按照人数百分比，给予5%的同学全奖，10%的同学半奖。

评奖规则

采用同行评议(peer review)的方式来进行。细则待定。

奖品

征求获奖同学意见，全额退款还是购买等值的礼物，例如：一块显卡。

报名总人数

Attention

原则上不超过：60人

报名截止时间：

退费规则:

非常简单，如果你上了第一周课，在周日课程结束之前要退费，是全额退款。第二周课开始了退费就是0.9。依此类推。大体上是python中floor函数，采取向下取整。 算法规则

import math
total_fee = 6000
total_learning_time = 10
learning_time = 1.1  // 仅仅举例而已

refund = total_fee * ( 1 - math.floor(learning_time)  / total_learning_time)

退费时间：

在课程结束后起算，一周以内一定退完。

发票

Danger

所有报名同学，无论中途是否退费，该开多少发票开多少发票。哪怕你只上了一节课，也会给你开发票。

联系方式

微信：IAM315 邮箱：yangwang206@whut.edu.cn

收费方式

暂时没有对公渠道，非常抱歉！未来一定会有！

支付宝

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