OpenFOAM

OpenFOAM
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Développeur	OpenCFD Ltd.
Dernière version	2.0.1 (4 Aout 2011) [+/−]
Licence	GNU General Public License
Site web	http://www.openfoam.com
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OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) est un code multi-physiques principalement axé sur la résolution des équations de la mécanique des fluides. Il est distribué librement depuis 2004 sous licence open source GNU/GPL par la société britannique OpenCFD Ltd (acquise par SGI le 8 août 2011^[1]). Son développement, en C++, a été amorcé par l’Imperial College London qui souhaitait un code de calcul basé sur la méthode des volumes finis et bénéficiant des dernières innovations en termes de langage informatique.

Il est livré avec de nombreux solvers couvrant une large gamme de domaines tels que la combustion, les écoulements compressibles, incompressibles, multiphasiques, avec réactions chimiques, les transferts thermiques... Différents modèles de turbulence (RANS, LES...) sont également présents.

OpenFOAM est distribué avec paraView, un logiciel de post-traitement open-source. Pour les utilisateurs préférant utiliser leur outil de visualisation, il existe des modules d’export pour Fluent, EnSight, Fieldview.

Le code OpenFOAM vu comme une librairie C++ prend tout son intérêt lorsqu’il s’agit d’implémenter de nouveaux modèles. En effet, contrairement à la majorité des codes scientifiques écrits de façon séquentielle (souvent en Fortran), OpenFOAM profite de la puissance des langages orientés objet. Cette structure sous forme de classes permet de se rapprocher de l’écriture mathématique en termes d’opérateur divergence, rotationnel, gradient, laplacien, dérivée temporelle....Aucune connaissance approfondie du C++ n'est nécessaire pour écrire son modèle dans OpenFOAM. Ainsi, l’équation de transport d’un champ de température T

$\frac{\partial T}{\partial t}+\nabla \cdot (\phi T) = \nabla \cdot (D \nabla T)$

se programme simplement dans OpenFOAM par :

solve
(
  fvm::ddt(T)
 +fvm::div(phi,T)
 ==
  fvm::laplacian(D,T)
);

Alors que la discrétisation des différents opérateurs mathématiques occupe une place prépondérante dans la création de codes séquentiels, l’utilisateur d’OpenFOAM ne s’en soucie pas lors de l’écriture de son programme et peut ainsi se concentrer entièrement sur l’implémentation de son modèle physique. Les différentes méthodes de discrétisation sont en fait déjà codées dans les classes de chaque opérateur. Le choix s’effectue donc a posteriori lors du lancement de la préparation d’un calcul dans les fichiers utilisateurs. Grâce à la puissance des langages de haut niveau, l’utilisateur peut donc tester différentes discrétisations sans passer des heures à les programmer. S'il désire une discrétisation qui n’est pas pris en compte dans le code, rien ne l'empêche de l’ajouter à la classe de l’opérateur correspondant, elle sera alors valable pour l’ensemble de ses codes OpenFOAM.

Le code peut être téléchargé gratuitement depuis le site officiel.

La procédure d'installation a été simplifiée depuis la version 1.7 du code. Elle est notamment optimisée et automatisée pour la distribution Linux Ubuntu 10.04.

Autres logiciels de mécanique des fluides numérique

• ANSYS CFX (propriétaire)
• ANSYS Fluent (propriétaire)
• Code Saturne (GPL)
• Gerris Flow Solver (GPL)
• Star-CCM+ (propriétaire)

Notes et références

1. ↑ SGI rachète OpenCFD

Liens externes

• OpenFOAM
• H.G. Weller, G. Tabor, H. Jasak, and C. Fureby. A tensorial approach to computational continuum mechanics using object orientated techniques Computers in Physics, 12(6):620 - 631, 1998.
• OpenFOAMWiki
• OpenFOAM: the Extented Project