请教一个openfoam边界问题：fixedprofile的使用

wsy11

我的模拟区域是一个类似于长方体的区域，目前已知各个面的多个点的边界条件（包括速度和气压）；
现在想要把边界条件导入，目前采用的是fixedprofile边界条件（按照物理量随高度变化生成txt文档），只导入速度条件时，可以正常运行，导入气压时会报错，请问这个什么原因？
（我在运行中加入了地形，但下方未给出）

blcokMeshDict如下：

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
  =========                 |
  \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   \\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org
    \\  /    A nd           | Version:  9
     \\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      blockMeshDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

backgroundMesh
{
    xMin   -27; // L = 350
    xMax   6153;
    yMin   -4; // L = 280
    yMax   3716;
    zMin     0;
    zMax   600;
    xCells  206;
    yCells  124;
    zCells  20;
}

convertToMeters 1;

vertices
(
    ($!backgroundMesh/xMin $!backgroundMesh/yMin $!backgroundMesh/zMin)
    ($!backgroundMesh/xMax $!backgroundMesh/yMin $!backgroundMesh/zMin)
    ($!backgroundMesh/xMax $!backgroundMesh/yMax $!backgroundMesh/zMin)
    ($!backgroundMesh/xMin $!backgroundMesh/yMax $!backgroundMesh/zMin)

    ($!backgroundMesh/xMin $!backgroundMesh/yMin $!backgroundMesh/zMax)
    ($!backgroundMesh/xMax $!backgroundMesh/yMin $!backgroundMesh/zMax)
    ($!backgroundMesh/xMax $!backgroundMesh/yMax $!backgroundMesh/zMax)
    ($!backgroundMesh/xMin $!backgroundMesh/yMax $!backgroundMesh/zMax)
);

blocks
(
    hex (0 1 2 3 4 5 6 7)
    (
        $!backgroundMesh/xCells
        $!backgroundMesh/yCells
        $!backgroundMesh/zCells
    )
    simpleGrading (1 1 1)
);

boundary
(
    inlet1
    {
        type patch;
        faces
        (
            (1 5 6 2)
        );
    }

    outlet1
    {
        type patch;
        faces
        (
            (0 3 7 4)
        );
    }

    inlet2
    {
        type patch;
        faces
        (
            (3 2 6 7)
        );
    }

    outlet2
    {
        type patch;
        faces
        (
            (0 4 5 1)
        );
    }

    ground
    {
        type wall;
        faces
        (
            (0 1 2 3)
        );
    }

    frontAndBack
    {
        type symmetry;
        faces
        (
            (4 7 6 5)
        );
    }

);

// ************************************************************************* //

（2）p文件如下：

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
  =========                 |
  \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   \\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org
    \\  /    A nd           | Version:  9
     \\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       volScalarField;
    object      p;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 2 -2 0 0 0 0];

internalField   uniform 0;

boundaryField
{
    inlet1
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "east_p.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    outlet1
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "west_p.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }
    inlet2
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "north_p.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    outlet2
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "south_p.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    wall
    {
        type            zeroGradient;
    }

    #includeEtc "caseDicts/setConstraintTypes"
}

// ************************************************************************* //

（3）u文件如下：

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
  =========                 |
  \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   \\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org
    \\  /    A nd           | Version:  9
     \\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       volVectorField;
    object      U;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

Uinlet          (10 0 0);

dimensions      [0 1 -1 0 0 0 0];

internalField   uniform (0 0 0);

boundaryField
{
    inlet1
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "east_u2.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    outlet1
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "west_u2.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    inlet2
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "north_u2.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    outlet2
    {
        type            fixedProfile;
        profile         tableFile;
        profileCoeffs   
        {
            file        "south_u2.txt";
        }
        direction       (0 0 1);
        origin          0;
    }

    wall
    {
        type            noSlip;
    }

    #includeEtc "caseDicts/setConstraintTypes"
}

// ************************************************************************* //

（4）txt文档示例

east_p：
(
(0 810.9839477279503)
(30 808.0891987157489)
(60 805.1645322988701)
(90 802.22015)
(120 799.29156)
(150 796.36633)
(180 793.4472)
(210 790.5453)
(240 787.6469)
(270 784.7538)
(300 781.8721)
(330 778.99316)
(360 776.1151)
(390 773.2555)
(420 770.4064)
(450 767.5576)
(480 764.70886)
(510 761.87537)
(540 759.061)
(570 756.24927)
(600 753.4375)
)

east_u2:
(
(0 (-1.660778921702502 0 0))
(30 (-2.975759076034416 0 0))
(60 (-3.839839556192187 0 0))
(90 (-4.2877254 0 0))
(120 (-4.671794 0 0))
(150 (-4.900312 0 0))
(180 (-5.0548387 0 0))
(210 (-5.13091 0 0))
(240 (-5.184279 0 0))
(270 (-5.2090316 0 0))
(300 (-5.188982 0 0))
(330 (-5.168712 0 0))
(360 (-5.14608 0 0))
(390 (-5.0816574 0 0))
(420 (-5.0173383 0 0))
(450 (-4.9538355 0 0))
(480 (-4.890333 0 0))
(510 (-4.7623835 0 0))
(540 (-4.588725 0 0))
(570 (-4.4132843 0 0))
(600 (-4.237844 0 0))
)

学流体的小明

一个边界上不能既给速度fixedValue边界条件，又给压力fixedValue边界条件。
应该是这样，吧？

李东岳

不知道你说的是怎么报错，是不能算还是运行报错发散。
像楼上大佬说的，你的边界条件确实设置的不符合常理，运行是要报错发散

wsy11

@学流体的小明大佬，我这个是为了模拟研究区域内部的风速和气压的，初始边界面的速度个气压都是已知的，所以就想着加进去来模拟内部的风速和气压。

wsy11

@李东岳李老师您好，是这样的，我现在的研究区域是一个5000m长5000m宽600m高的区域，已知东西南北四个面的边界条件，包括风速和气压，现在想要模拟处研究区域内部的风速和气压，如果不设置风速和气压的fixedvalue条件的话，请问有没有适合的边界条件能同时把四个面的气压和风速边界条件加进去？

wsy11

屏幕截图 2023-11-03 211426.jpg 报错情况补发一下，同时加入风速和气压后运行几步就会这样报错

学流体的小明

@wsy11
看起来是速度场和压力场都没收敛呀，残差感觉很大
然后你下面的epsilon就更大了，10的12次方……
你放一下fvSolution的设置，感觉是设置的不对
我不是大佬，李老师是大佬

wsy11

@学流体的小明 fvsolution等等都是用的windaroundbuildings这个算例自带的，感觉我的研究问题和这个算例差不多，现在也刚接触openfoam学的不太深入，就没有修改

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
  =========                 |
  \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   \\    /   O peration     | Website:  https://openfoam.org
    \\  /    A nd           | Version:  9
     \\/     M anipulation  |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      fvSolution;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

solvers
{
    p
    {
        solver          GAMG;
        smoother        GaussSeidel;
        tolerance       1e-6;
        relTol          0.1;
    }

    "(U|k|omega|epsilon)"
    {
        solver          smoothSolver;
        smoother        symGaussSeidel;
        tolerance       1e-6;
        relTol          0.1;
    }
}

SIMPLE
{
    residualControl
    {
        p               1e-4;
        U               1e-4;
        "(k|omega|epsilon)" 1e-4;
    }
    nNonOrthogonalCorrectors 0;
    pRefCell        0;
    pRefValue       0;

}

potentialFlow
{
    nNonOrthogonalCorrectors 10;
}

relaxationFactors
{
    fields
    {
        p               0.3;
    }
    equations
    {
        U               0.7;
        "(k|omega|epsilon).*" 0.7;
    }
}

// ************************************************************************* //

学流体的小明

@wsy11 在请教一个openfoam边界问题：fixedprofile的使用中说：

relTol 0.1;

这个是残差相对量，也就是当前迭代步的残差是上次迭代步残差的0.1倍时，停止迭代。
所以你一直没算收敛。
把这个改成0试试。

wsy11

@学流体的小明改成0确实不发散了，但是会提前收敛，我设置的是400步迭代，但是改了后18步就会收敛然后自动结束运行了

学流体的小明

@wsy11

simpleFoam为OpenFOAM中一个基于有限体积法的，用于求解稳态不可压缩牛顿流体N-S方程的求解器。
http://dyfluid.com/simpleFoam.html

那就是提前算到稳态了呗，所以结束了。

CFD中文网

请教一个openfoam边界问题：fixedprofile的使用