Day: April 17, 2016

OpenFOAM のベクトル演算


OpenFOAM には，ベクトルに対する様々な演算子が用意されています．次のプログラムを実行して，それぞれの演算子の意味を確認しましょう．

Test Program

Results

Meaning of the Operations
    • cmptMax

$$cmptMax({\bf a}) = max (a_{1},\;a_{2},\;a_{3})$$

    • cmptMin

$$cmptMin({\bf a}) = min (a_{1},\;a_{2},\;a_{3})$$

    • cmptSum

$$cmptSum({\bf a}) = a_{1} + a_{2} + a_{3}$$

    • cmptAv

$$cmptAv({\bf a}) = \frac{a_{1} + a_{2} + a_{3}}{3}$$

    • cmptProduct

$$cmptProduct({\bf a}) = a_{1} \times a_{2} \times a_{3}$$

    • cmptMag

$$cmptMag({\bf a}) = (|a_{1}|\;\;|a_{2}|\;\;|a_{3}|)$$

    • cmptMultiply

$$cmptMultiply({\bf b},\;{\bf c}) = (b_{1}\times c_{1}\;\;b_{2}\times c_{2}\;\;b_{3}\times c_{3})$$

    • max

$$max({\bf b},\;{\bf c}) = (max(b_{1},\;c_{1})\;\;max(b_{2},\;c_{2})\;\;max(b_{3},\;c_{3}))$$

    • min

$$min({\bf b},\;{\bf c}) = (min(b_{1},\;c_{1})\;\;min(b_{2},\;c_{2})\;\;min(b_{3},\;c_{3}))$$

これらのベクトル演算子は，VectorSpaceI.H ファイルで実装されています．

境界に隣接するセルからなる cellZone の生成

ある境界に隣接するセルのみから構成される cellZone は，setSet ユーティリティを使用して，以下のような手順で生成することができます．

１行目のコマンドで，境界名が duct の境界フェイスから，ductwall という名前の faceSet を生成しています．２行目のコマンドでは，この faceSet に属するフェイスの owner セルから構成される cellSet を生成し，layer1Cells と名付けています．最後に３行目のコマンドで，この cellSet から，layer1Zone という名前の cellZone を生成しています．

Lduct_layer_cellZone

ここで，２行目のコマンドで使用している faceToCell オプションは，指定した faceSet に属する face の neighbour セル，owner セル，またはその両方のセル (any) から構成される cellSet を生成することができます．また，all オプションを指定した場合には，全てのフェイスが指定した faceSet に属するセルから構成される cellSet を生成します．境界フェイスの場合，owner セルしか存在しないので，owner と any のどちらを指定しても同じ cellSet が生成されます．

実装は，faceToCell.C ファイルで確認できます．

OpenFOAM では，それぞれのセルのフェイスの両側に位置する２つのセルを，owner セルと neighbour セルと呼んでいます（境界フェイスの場合は，neighbour セルのみ存在します）．ここで，セル番号が小さい方のセルが owner セルです．ここら辺の話題については，こちらのスライドで触れています．

neighbour のスペルちょっと違和感ありますか？OpenFOAM Code Style Guide の最後の Orthography の項でも言及されているように，OpenFOAM はもともと，英国産のソフトウェアなので，今でも英国式のスペリングが好まれています．他には，centre なども頻出しますね．