// 定义了文件名为T
OpenFOAM中预编译了大量适用于各种应用场景的求解器，但有时可能希望向现有求解器中添加一些内容，或者基于新的研究开发新的求解器。本案例将演示如何将温度的标量输运方程添加到icoFoam求解器。
通过利用OpenFOAM的现有功能及其独特的体系结构，实现此求解器只需要对现有代码进行少量的修改即可。
本案例中，温度被模拟为一个守恒的被动标量，也就是说其不会影响流体的压力或速度，这种情况仅适用于温度变化相对较小的问题中。从速度场到温度的单向耦合通过温度方程中的对流项来考虑：
求解器icoThermalFoam从icoFoam改编而来，因此先从solver目录中将icoFoam的源代码拷贝到工作目录。
利用下面的命令完成文件准备工作。
cd $FOAM_RUNmkdir Demo && cd Democp -r $FOAM_SOLVERS/incompressible/icoFoam icoThermalFoamcd icoThermalFoam
文件结构如下图所示。
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修改icoFoam.C的文件名为icoThermalFoam.C修改files文件的内容icoThermalFoam.CEXE = $(FOAM_APPBIN)/icoThermalFoam
这里的$FOAM_APPBIN为环境变量，求解器编译到此位置后在全局均可直接调用。
2 修改头文件求解器包含了一个createFields.H的头文件，该文件从OpenFOAM案例中读取各种字典文件来获取求解数据。本案例中需要从字典文件中获取参数DT以及T，其中DT为物性参数，T为场变量。
修改createFields.H头文件，在其中添加下面的代码：
// 从字典文件中读取DT，这里读的是物性参数，从transportProperties字典文件中读取dimensionedScalar DT( "DT"， // 字典文件中关键字的名称，后面在案例字典中指定的关键字必须与一致 dimViscosity， // 指定量纲，这里利用预置的量纲dimViscosity，也可以使用dimensionSet自己定义量纲 transportProperties // 前面定义的transportProperties字典); // 读取各边界的温度数据，参照p文件Info << "Reading field T\n" << endl;// 定义标量场TvolScalarField T ( // 创建IOobject对象作为标量场的参数， 哈密市名艾食用油有限公司IOobject对象指定了标量的参数 IOobject ( "T"， 海伦市嘉匹服务器有限公司 // 定义了文件名为T，哈密市达齐聚合物有限公司后面准备案例文件时在0文件夹中需要有相应的T文件 runTime.timeName()， // 文件位置 mesh， // 注册对象 IOobject::MUST_READ， // 指定数据必须读取，若0文件夹中没有T文件，则报错 IOobject::AUTO_WRITE // 指定数据自动写入，在源文件中的write()函数会将计算结果数据写入T文件中 )， mesh);
这里是常规的文件读取，前面已经讲过，就不细述了。
3 修改源文件需要在源文件icoThermalFoam.C中写入控制方程。
由于温度T的输运方程与压力和速度是解耦的，因此可以将温度求解放在压力速度修正之后。
修改后的源文件为（文件前半部分没有列出）：
业务合作 0.55) 0px 2px 10px;"> #include "continuityErrs.H" U = HbyA - rAU*fvc::grad(p); U.correctBoundaryConditions(); } //将温度控制方程加到这里 // --------------求解温度控制方程------------------- solve ( fvm::ddt(T) + fvm::div(phi，T) == fvm::laplacian(DT，T) ); //------------------------------------------------ runTime.write(); // 将所有指定为写入的物理场数据写入到文件中 runTime.printExecutionTime(Info); } Info<< "End\n" << endl; return 0;}
修改完毕后可以通过wmake编译程序。
编译完毕后可以输入icoThermalFoam -help测试是否求解器是否能够调用。如下图所示。
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4 准备测试文件从前面的源代码可以看出，求解器icoThermalFoam需要读入物性参数DT及场变量T。这里采用修改OpenFOAM自带案例cavityClipped来进行测试。
利用下面的命令准备文件：
cp -r $FOAM_TUTORIALS/incompressible/icoFoam/cavity/cavity .cd cavitycd 0 && cp p T && cd ..blockMesh
案例文件结构如下图所示。
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修改constant/transportProperties文件FoamFile{ version 2.0; format ascii; class dictionary; object transportProperties;}// * * * * * * * * * * * * * //nu 0.01;DT 0.001; // 关键字DT与前面程序中的名称保持一致，这里不需要指定量纲（V9版本可能不同）由于在createFileds.H头文件中读取DT时指定了量纲为dimViscosity，因此在字典文件中不再需要指定量纲。
修改0/T文件夹，指定温度边界值与初始值FoamFile{ version 2.0; format ascii; class volScalarField; location "0"; object T;}// 指定量纲与初始值dimensions [0 0 0 1 0 0 0];internalField uniform 300;// 指定边界条件boundaryField{ lid { type fixedValue; value uniform 400; } fixedWalls { type fixedValue; value uniform 300; } frontAndBack { type empty; }} 修改system/fvSchemes指定离散格式FoamFile{ version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSchemes;}// * * * * * * * * * * * * * * * // ddtSchemes{ default Euler;} gradSchemes{ default Gauss linear;} divSchemes{ default none; div(phi，U) Gauss linear; // ---添加温度方程离散格式--- div(phi，T) Gauss linear;} laplacianSchemes{ default Gauss linear orthogonal;} interpolationSchemes{ default linear;} snGradSchemes{ default orthogonal;}修改system/fvSolution指定T方程的求解方式FoamFile{ version 2.0; format ascii; class dictionary; object fvSolution;}// * * * * * * * * * * * * * * * * * // solvers{ p { solver PCG; preconditioner DIC; tolerance 1e-06; relTol 0.05; } pFinal { $p; relTol 0; } U { solver smoothSolver; smoother symGaussSeidel; tolerance 1e-05; relTol 0; } // ---添加T方程求解方式----- T { solver smoothSolver; smoother symGaussSeidel; tolerance 1e-05; relTol 0; } //---------------------------} PISO{ nCorrectors 2; nNonOrthogonalCorrectors 0; pRefCell 0; pRefValue 0;}5 测试求解测试文件准备完毕后，可以在案例根目录下运行命令进行求解计算：
icoThermalFoam
计算完毕后查看结果，如下图所示。
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6 小结总结一下，利用OpenFOAM开发一个新的求解器的基本步骤包括：
从预置求解器中找一个最接近的求解器添加物性参数读写及物理场变量读写的代码添加控制方程使用的时候主要注意：
物性参数指定边界条件指定添加的物理场的离散算法指定方程组求解方式指定其他的就没什么了。本案例极为简单，仅为演示而已，不过复杂的求解器，其实套路也都是一样的。
OpenFOAM高层编程其实还是比较简单的，主要是熟悉各种模板类的调用，搞清楚数据结构以及数据之间的调用关系基本上就能上手了。高层编程其实还是属于应用范畴，谈不上开发，这部分工作并不难，真正难的是开发底层算法而不是编写程序，OpenFOAM的架构设计非常漂亮，将各种算法转化为代码其实都是体力活儿而已。但是算法的推导就比较难了，不过万幸的是有那帮子搞纯理论的人在为这事儿掉头发。
”（完）
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