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

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Academic year: 2021

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(1)

Sesión 4. Paralelización y postprocesado.

Flujo incompresible con superficie libre.

E. Martín1, M. Meis1,2y F. Varas1,3

1Univ. de Vigo,2Vicus Desarrollos Tecnológicos y3Univ. Politécnica de Madrid

Simulación en dinámica de fluidos con OpenFOAM

(2)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

(3)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

(4)

Descripción del problema.Rotura de una presa

Características

Problema evolutivo

Superficie libre (VOF model) Inicialización de variables 2 fluidos incompresibles Problema 2D laminar

Hipótesis: Se desprecia el ángulo en punto de contacto fases/pared

(5)

Descripción del problema.Rotura de una presa

Ecuaciones

∇ · u = 0 (1)

∂(ρu)

∂t + ∇ · (ρuu) − (∆µu) = −∇p + ρg (2)

∂α

∂t + ∇ · (αu) = 0 (3)

(∂α

∂t + ∇ · (αu) + ∇ · (α(1 − α)ur) =0)

(6)

Descripción del problema.Rotura de una presa

Geometría y dimensiones

(7)

Descripción del problema.Rotura de una presa

Definición de la malla

Ruta del archivo (relativa a la carpeta principal del problema): constant/polyMesh

$ ls /opt/openfoam171/tutorials/multiphase/interFoam/laminar/damBreak/constant/polyMesh

Generación de la malla

Ejecución del comando en la carpeta raíz

$ blockMesh

(8)

Descripción del problema.Rotura de una presa

Malla

(9)

Condiciones de contorno e iniciales

Archivos Carpeta 0

?

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

(10)

Condiciones de contorno e iniciales (cont)

Archivos U alpha1 p_rgh

OJO CON LAS UNIDADES (U-105)

(11)

Definición propiedades físicas

Archivos

Carpeta constant

?

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

$ gedit /opt/openfoam171/applications/solvers/multiphase/interFoam/interFoam.C

(12)

Condiciones de contorno e iniciales (cont)

Archivos

transportProperties

http://www.openfoam.com/features/transport.php turbulenceProperties (← Prob. laminar?)

http:

//www.openfoam.org/docs/user/turbulence.php g

(13)

Esquema numérico y parámetros de resolución

Carpeta System Archivos obligatorios

controlDict fvScheme fvSolution

(14)

Modificación condiciones iniciales

Herramienta setFields

Especificación mediante setFieldsDict

Selecciona un conjunto de celdas a través de un diccionario

Modifica los archivos iniciales

+Info: /opt/openfoam171/applications/utilities/preProcessing/setFields/

Ubicación setFieldsDict Carpeta System

(15)

Comandos: Ejecución y visualización

Ejecución

$ setFields

$ interFoam > log

Visualización

$ foamToVTK

$ paraview

(16)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

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Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

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Paralelización en OF-1.7.1

Características

Paralelización mediante descomposición de dominios Descomposición del dominio mediante la utilidad decomposePar

Uso del diccionario decomposeParDict

Implementación de la paralelización mediante openMPI Creación de tantas carpetas como número de particiones con el nombre processor

Procesos de cálculo paralelo

descomposición de la malla y los campos ejecuciones en paralelo

(19)

Diccionario decomposeParDict

Características

Diccionario de la utilidad decomposePar Ubicación: carpeta system

Especificación de los algoritmos y parámetros de la descompsición de dominios

+info: http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/

docs/user/running-applications-parallel.php

(20)

Diccionario decomposeParDict (cont)

Palabras Clave

numberOfSubdomains Indica el número de dominios en los que se descompone el caso

method Indica el método de descomposición a utilizar distributed Entrada lógica para la indicación de la distribución

de datos

root ndica la ruta de la carpeta del caso en cada nodo

(21)

Diccionario decomposeParDict (cont)

Métodos de descomposición

simple Descomposición geométrica simple en función del orden de los ejes coordenados (X, Y, Z)

hierarchical Igual que el métodos simple pero sel usuario especifica el orden de los ejes (ej: Z, X, Y) metis Descomposición mediante el algoritmo Metis scotch Descomposición mediante el algoritmo scotch manual Descomposición manual, donde el ususario

(22)

Diccionario decomposeParDict (cont)

Ejemplo

(23)

Utilidades para la paralelización

(24)

Modo de operación

Pasos

1 $ decomposePar -case [casename]

2 $ mpirun -hostfile <machinefile> -np <nProcs>

<foamExec> <case> <otherArgu> -parallel

machinefile: archivo quye contiene los nombres de las máquinas

nProcs: número de procesadores ...

3 $ reconstructPar -case [casename]

(25)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

(26)

Preparación de los archivos

Copia de archivos

$ cd ..

$ mkdir damBreakFine

$ cp -r damBreak/0 damBreakFine

$ cp -r damBreak/system damBreakFine

$ cp -r damBreak/constant damBreakFine

(27)

Preparación de los archivos

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) );

(28)

Archivo decomposeParDict

(29)

Ejecución y visualización

Ejecución

$ blockMesh

$ setFields

$ decomposePar

$ mpirun -np 2 interFoam -parallel> log

Visualización

$ reconstructPar

$ foamToVTK

(30)

Outline

1 Problema con superficie libre

2 Paralelización

Herramientas OpenFOAM1.7.1 Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

(31)

Aplicaciones

Utilidades1

Preprocesado Mallado

Manipulación de mallas Paralelización

Postprocesado

Estimaciones de error Modelos termofísicos Varias

(32)

Utilidades de preprocesado

Utilidades

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

(33)

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

(34)

Utilidades de postprocesado (cont)

PostProceso de muestreo (sampling)

probeLocations Muestras puntuales discretas

sample Muestras sobre nube de puntos, líneas y superficies.

(35)

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 www.openfoam.com/features/

(36)

Utilidades de postprocesado en tiempo de ejecución

(cont)

(37)

Más utilidades

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

Referencias

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