Ejemplo 4. Flujo incompresible con superficie libre. Paralelización y postprocesado

(1)

Ejemplo 4. Flujo incompresible con superficie libre. Paralelización y postprocesado

E. Martín ¹ , M. Meis ^1,2 , F. Varas ¹ , V. Díaz ³ y A. Gosset ³

1

Univ. de Vigo,

²

Vicus Desarrollos Tecnológicos y

³

Univ. da Coruña

Simulación en dinámica de fluidos con OpenFOAM Vigo, 18 al 22 de Julio de 2011

E. Martín, M. Meis, F. Varas, V. Díaz y A. Gosset Ejemplo 4. Flujo incompresible con superficie libre. Paralelización y postprocesado

(2)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

(3)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

(4)

Rotura de una presa

Introducción

Problema evolutivo

Superficie libre (VOF model)

Inicialización de variables

2 fluidos incompresibles

Problema 2D laminar

(5)

Rotura de una presa

Ecuaciones

∇· u = 0

∂(ρu)

∂t + ∇· (ρuu) − ∆(µu) = −∇p + ρg

∂α

∂t + ∇· (αu) = 0

Calculo de la densidad en la interfaz ρ = αρ + (1 − α)ρ

solver?

(6)

Geometría

(7)

Malla

Comando

$ blockMesh

(8)

Archivos directorio 0

$ cd /opt/openfoam171/applications/solvers/multiphase/interFoam/createFields.H

Archivos

U

p_rgh

alpha1

(9)

Archivos directorio constant

$ cd /opt/openfoam171/applications/solvers/multiphase/interFoam/createFields.H

Archivos

transportProperties

turbulenceProperties (← Prob. laminar?) g

(10)

Archivos directorio system

Archivos

controlDict

fvScheme

fvSolution

setFieldsDict

(11)

Utilidad de preproceso setFields

setFields

Selecciona un conjunto de celdas a través de un diccionario

Modifica los archivos iniciales

Info: ( /opt/openfoam171/applications/utilities/preProcessing/setFields )

(12)

Ejecución y visualización

Ejecución setFields interFoam > log

Visualización

foamToVTK

paraview

(13)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

(14)

Paralelización en OF-1.7.1

Características

Paralelización mediante MPI

Descomposición del dominio mediante la utilidad decomposeParDict

decomposeParDic permite dividir la malla y los campos en un número de sub-dominios y asignarlos a procesos separados

Paraleliza todos los procesos excepto la descomposición

(15)

Paralelización en OF-1.7.1

Archivo decomposeParDict (U-81)

numberOfSubdomains: indica en cuantas partes se divide la malla

method: método de descomposicón ¹

simple hierarchical scotch metis manual

distributed: distribución de datos en discos locales (yes/no)

root: especificación de la ruta del código

1más info: /opt/openfoam171/src/decompositionMethods

(16)

Herramientas para la paralelización

(17)

Modo de operación

Pasos

$ decomposePar -case [casename]

$ mpirun -hostfile <machinefile> -np <nProcs> <solvername>

<root> <case> <otherArgu> -parallelprocessing

$ reconstructPar -case [casename]

(18)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

(19)

Rotura de presa paralelo

Copia de archivos

$ cd ..

$ mkdir damBreakFine

$ cp -r damBreak/0 damBreakFine

$ cp -r damBreak/system damBreakFine

$ cp -r damBreak/constant damBreakFine

(20)

Rotura de presa paralelo

Modificación de bloques de blockMeshDict blocks

(

hex (0 1 5 4 12 13 17 16) (46 10 1) simpleGrading (1 1 1)

hex (2 3 7 6 14 15 19 18) (40 10 1) simpleGrading (1 1 1)

hex (4 5 9 8 16 17 21 20) (46 76 1) simpleGrading (1 2 1)

hex (5 6 10 9 17 18 22 21) (4 76 1) simpleGrading (1 2 1)

hex (6 7 11 10 18 19 23 22) (40 76 1) simpleGrading (1 2 1)

);

(21)

Rotura de presa paralelo

Ejecución setFields decomposePar

mpirun -np 2 interFoam -parallel> log

Visualización reconstructPar foamToVTK paraview

(22)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

(23)

Aplicaciones

Utilidades (U-88) Preprocesado Mallado

Manipulación de mallas Paralelización

Postprocesado

Estimaciones de error Modelos termofísicos Varias

$ cd /opt/openfoam171/applications/utilities

(24)

Utilidades de preprocesado

Preprocesado

setFields: Selecciona un conjunto de celdas y modifica sus valores

mapFields: Proyecta los campos de una malla a otra,

leyendo e interpolando todos los campos existentes.Casos

paralelos y no parelelos son manejados si necesidad de

reconstruir

(25)

Utilidades de postprocesado

PostProceso sobre fronteras

patchAverage: Calcula el promedio de un campo ponderado con el área

patchIntegrate: Calcula la integral de un campo ponderado con el área

(26)

Utilidades de postprocesado

Utilidades de postProceso de muestreo (samplling)

$

/opt/openfoam171/applications/utilities/postProcessing/sampling

probeLocations: Muestras puntuales discretas

sample: Muestras sobre nube de puntos, líneas y

superficies. Definición a través de diccionario

(sampleDict)

(27)

Utilidades de postprocesado en tiempo de ejecución

Function Objects

bibliotecas de herramientas de postprocesado en tiempo de ejecución

Pueden ser usadas en cualquier solver sin necesidad de compilación

Se añaden en el diccionario controlDict Info:

Código fuente: $ cd /opt/openfoam171/src/postProcessing/functionObjects Página web: www.openfoam.com/features/runtime-postprocessing.php Página web:

http://openfoamwiki.net/index.php/Contrib_simpleFunctionObjects Tutoriales : $ grep -r functionObjectLibs $FOAM_TUTORIALS

(28)

Utilidades de postprocesado en tiempo de ejecución

(29)

Herramientas

Info

patchSummary: Muestra la información de las condiciones de contorno y de la variable para cada frontera y en cada tiempo

checkMesh: Comprueba y muestra información de la malla

Varias

writeCellCenters: Guarda las tres componetes de las celdas como un campo escalar

ptot: Calcula la presión total a cada paso de tiempo

Ejemplo 4. Flujo incompresible con superficie libre. Paralelización y postprocesado

Ejemplo 4. Flujo incompresible con superficie libre. Paralelización y postprocesado

E. Martín 1 , M. Meis 1,2 , F. Varas 1 , V. Díaz 3 y A. Gosset 3

Univ. de Vigo,

Vicus Desarrollos Tecnológicos y

Univ. da Coruña

Simulación en dinámica de fluidos con OpenFOAM Vigo, 18 al 22 de Julio de 2011

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

Rotura de una presa

Introducción

Problema evolutivo

Superficie libre (VOF model)

Inicialización de variables

2 fluidos incompresibles

Problema 2D laminar

Rotura de una presa

Ecuaciones

∇· u = 0

∂(ρu)

∂t + ∇· (ρuu) − ∆(µu) = −∇p + ρg

∂α

∂t + ∇· (αu) = 0

Calculo de la densidad en la interfaz ρ = αρ + (1 − α)ρ

solver?

Geometría

Malla

Comando

$ blockMesh

Archivos directorio 0

$ cd /opt/openfoam171/applications/solvers/multiphase/interFoam/createFields.H

Archivos

U

p_rgh

alpha1

Archivos directorio constant

$ cd /opt/openfoam171/applications/solvers/multiphase/interFoam/createFields.H

Archivos

transportProperties

turbulenceProperties (← Prob. laminar?) g

Archivos directorio system

Archivos

controlDict

fvScheme

fvSolution

setFieldsDict

Utilidad de preproceso setFields

setFields

Selecciona un conjunto de celdas a través de un diccionario

Modifica los archivos iniciales

Info: ( /opt/openfoam171/applications/utilities/preProcessing/setFields )

Ejecución y visualización

Ejecución setFields interFoam > log

Visualización

foamToVTK

paraview

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Ejemplo paralelización. Rotura de presa

3 Aplicaciones en OF-1.7.1

Paralelización en OF-1.7.1

Características

Paralelización mediante MPI

Descomposición del dominio mediante la utilidad decomposeParDict

decomposeParDic permite dividir la malla y los campos en un número de sub-dominios y asignarlos a procesos separados

Paraleliza todos los procesos excepto la descomposición

Paralelización en OF-1.7.1

Archivo decomposeParDict (U-81)

numberOfSubdomains: indica en cuantas partes se divide la malla

method: método de descomposicón 1

distributed: distribución de datos en discos locales (yes/no)

E. Martín ¹ , M. Meis ^1,2 , F. Varas ¹ , V. Díaz ³ y A. Gosset ³

method: método de descomposicón ¹