Sesión 4. Paralelización y postprocesado. Flujo ... · hex (2 3 7 6 14 15 19 18) (40 10 1)...

Problema con superficie libreParalelización

Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1

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

E. Martín1, M. Meis1,2 y F. Varas1,3

1Univ. de Vigo, 2Vicus Desarrollos Tecnológicos y 3Univ. Politécnica de Madrid

Simulación en dinámica de fluidos con OpenFOAMVigo, 26 al 27 de Enero de 2012

E. Martín, M. Meis y F. Varas Sesión 4. Paralelización y postprocesado.



Outline

1 Problema con superficie libre

2 ParalelizaciónHerramientas OpenFOAM1.7.1Ejemplo. Rotura presa paralelo

3 Aplicaciones en OpenFOAM 1.7.1




Descripción del problema.Rotura de una presa

CaracterísticasProblema evolutivoSuperficie libre (VOF model)Inicialización de variables2 fluidos incompresiblesProblema 2D laminarHipótesis: Se desprecia el ángulo en punto de contactofases/pared





Ecuaciones

∇ · u = 0 (1)

∂(ρu)

∂t+∇ · (ρuu)− (∆µu) = −∇p + ρg (2)

∂α

∂t+∇ · (αu) = 0 (3)

(∂α

∂t+∇ · (αu) +∇ · (α(1− α)ur ) = 0)

Cálculo de la densidad en la interfaz

ρ = αρl + (1− α)ρg (4)





Geometría y dimensiones





Definición de la mallaRuta del archivo (relativa a la carpeta principal delproblema): constant/polyMesh$ ls /opt/openfoam171/tutorials/multiphase/interFoam/laminar/damBreak/constant/polyMesh

Generación de la mallaEjecución del comando en la carpeta raíz

$ blockMesh

MALLA 3D↔ Problema 2D





Malla




Condiciones de contorno e iniciales

ArchivosCarpeta 0?

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




Condiciones de contorno e iniciales (cont)

ArchivosUalpha1p_rgh

OJO CON LAS UNIDADES (U-105)




Definición propiedades físicas

ArchivosCarpeta constant?

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

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




Condiciones de contorno e iniciales (cont)

ArchivostransportProperties

http://www.openfoam.com/features/transport.php

turbulenceProperties (← Prob. laminar?)http://www.openfoam.org/docs/user/turbulence.php

g


http://www.openfoam.com/features/transport.php

http://www.openfoam.org/docs/user/turbulence.php

http://www.openfoam.org/docs/user/turbulence.php



Esquema numérico y parámetros de resolución

Carpeta SystemArchivos obligatorios

controlDictfvSchemefvSolution




Modificación condiciones iniciales

Herramienta setFieldsEspecificación mediante setFieldsDictSelecciona un conjunto de celdas a través de undiccionarioModifica los archivos iniciales+Info: /opt/openfoam171/applications/utilities/preProcessing/setFields/

Ubicación setFieldsDictCarpeta System




Comandos: Ejecución y visualización

Ejecución

$ setFields$ interFoam > log

Visualización$ foamToVTK$ paraview




Herramientas OpenFOAM1.7.1Ejemplo. Rotura presa paralelo

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Paralelización en OF-1.7.1

CaracterísticasParalelización mediante descomposición de dominiosDescomposición del dominio mediante la utilidaddecomposeParUso del diccionario decomposeParDictImplementación de la paralelización mediante openMPICreación de tantas carpetas como número de particionescon el nombre processorProcesos de cálculo paralelo

descomposición de la malla y los camposejecuciones en paralelopostprocesado de cálculos paralelos





Diccionario decomposeParDict

CaracterísticasDiccionario de la utilidad decomposeParUbicación: carpeta systemEspecificación de los algoritmos y parámetros de ladescompsición de dominios+info: http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/running-applications-parallel.php


http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/running-applications-parallel.php

http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/running-applications-parallel.php




Diccionario decomposeParDict (cont)

Palabras ClavenumberOfSubdomains Indica el número de dominios en los

que se descompone el casomethod Indica el método de descomposición a utilizar

distributed Entrada lógica para la indicación de la distribuciónde datos

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






Métodos de descomposiciónsimple 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 scotchmanual Descomposición manual, donde el ususario

especifica la localización de cada celda






Ejemplo





Utilidades para la paralelización





Modo de operación

Pasos1 $ decomposePar -case [casename]2 $ mpirun -hostfile <machinefile> -np <nProcs>

<foamExec> <case> <otherArgu> -parallelmachinefile: archivo quye contiene los nombres de lasmáquinasnProcs: número de procesadores...

3 $ reconstructPar -case [casename]





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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





Preparación de los archivos

Modificación de bloques de blockMeshDictblocks(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));

Archivos del directorio 0$ cp -r 0/alpha1.org 0/alpha1





Archivo decomposeParDict





Ejecución y visualización

Ejecución

$ blockMesh$ setFields$ decomposePar$ mpirun -np 2 interFoam -parallel> log

Visualización$ reconstructPar$ foamToVTK$ paraview




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Aplicaciones

Utilidades1

PreprocesadoMalladoManipulación de mallasParalelizaciónPostprocesadoEstimaciones de errorModelos termofísicosVarias

$ cd /opt/openfoam171/applications/utilities

1 http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/

standard-utilities.php


http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/standard-utilities.php

http://www.openfoam.org/archive/1.7.1/docs/user/standard-utilities.php



Utilidades de preprocesado

UtilidadessetFields selecciona un conjunto de celdas y modifica sus

valoresmapFields Proyecta los campos de una malla a otra, leyendo

e interpolando todos los campos existentes.Casosparalelos y no parelelos son manejados sinecesidad de reconstruir




Utilidades de postprocesado

PostProceso sobre fronteraspatchAverage Calcula el promedio de un campo ponderado

con el áreapatchIntegrate Calcula la integral de un campo ponderado con

el área




Utilidades de postprocesado (cont)

PostProceso de muestreo (sampling)probeLocations Muestras puntuales discretas

sample Muestras sobre nube de puntos, líneas ysuperficies.




Utilidades de postprocesado en tiempo de ejecución

Function ObjectsBibliotecas de herramientas de postprocesado en tiempode ejecuciónPueden ser usadas en cualquier solver sin necesidad decompilaciónSe añaden en el diccionario controlDictInfo:

Código fuente: $ cd/opt/openfoam171/src/postProcessing/functionObjectswww.openfoam.com/features/runtime-postprocessing.phphttp://openfoamwiki.net/index.php/Contrib_simpleFunctionObjects


www.openfoam.com/features/runtime-postprocessing.php

www.openfoam.com/features/runtime-postprocessing.php

http://openfoamwiki.net/index.php/Contrib_simpleFunctionObjects

http://openfoamwiki.net/index.php/Contrib_simpleFunctionObjects



Utilidades de postprocesado en tiempo de ejecución(cont)




Más utilidades

InfopatchSummary Muestra la información de las condiciones de

contorno y de la variable para cada frontera y encada tiempo

checkMesh Comprueba y muestra información de la malla

VariaswriteCellCenters Guarda las tres componetes de las celdas

como un campo escalarptot Calcula la presión total a cada paso de tiempo


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