Imparare OpenFOAM 14 – Guide passo passo alla CFD

Un percorso per imparare OpenFOAM 14 (Foundation / CFD Direct) partendo da zero, un caso alla volta. Ogni guida costruisce un caso completo e riproducibile, lo risolve e controlla il risultato con i numeri: dove esiste una soluzione analitica, il confronto è quantitativo e non solo visivo.

Il primo blocco usa un solo problema fisico, il flusso laminare fra due lastre piane, che ha la soluzione esatta di Poiseuille. Tenere ferma la fisica permette di cambiare una cosa per volta e vederne l’effetto: la mesh, il generatore di mesh, l’automazione con Python, il calcolo parallelo, le condizioni al contorno.

1. Caso 01 – flusso laminare tra lastre piane validato con Poiseuille
2. Caso 02 – studio di convergenza della mesh
3. Caso 03 – mesh Gmsh importata con gmshToFoam
4. Caso 04 – canale parametrico con Gmsh e Python
5. Caso 05 – calcolo parallelo con MPI
6. Caso 06 – sensibilità alla condizione di ingresso

Gli strumenti sono OpenFOAM 14 con il solutore incompressibleFluid tramite foamRun, blockMesh e Gmsh per le mesh, ParaView 5.13.2 in modalità client-server per la visualizzazione, Python 3 per la generazione parametrica e OpenMPI per il calcolo parallelo.

Queste sono le prime sei guide introduttive.

Costruire un caso, file per file

La seconda fase del percorso cambia domanda: non più come si esegue un caso già pronto, ma perché contiene proprio quei file e come scriverli da soli. È una serie in otto parti, un livello del caso alla volta.

1. Parte 1 – anatomia di un caso e linguaggio dei dizionari
2. Parte 2 – costruire una mesh con blockMeshDict
3. Parte 3 – campi, condizioni iniziali e condizioni al contorno
4. Parte 4 – controlDict e controllo della simulazione
5. Parte 5 – fvSchemes, dalle equazioni alla discretizzazione
6. Parte 6 – fvSolution, solutori lineari e algoritmi di soluzione
7. Parte 7 – proprietà fisiche e modelli
8. Parte 8 – leggere e creare casi in autonomia

Lette in ordine, le otto parti portano dalla struttura di un caso alla capacità di leggerne uno sconosciuto e di costruirne uno nuovo in autonomia: campi e condizioni al contorno, controllo dell’esecuzione, schemi di discretizzazione, solutori lineari e algoritmi, proprietà fisiche e modelli.

Lavorare su un server Linux da Windows

Quattro guide operative accompagnano il percorso per chi lavora su un server Linux dal PC Windows. La prima spiega tutto il flusso: preparazione dei dizionari con Notepad++, trasferimento SFTP con FileZilla, esecuzione via SSH da PowerShell con tmux, analisi dei log con klogg e visualizzazione con ParaView collegato a pvserver attraverso un tunnel SSH. Include il PDF da scaricare. La seconda riguarda ciò che viene dopo il lancio: lettura del log, residui, function object, caduta di pressione e portata, bilancio di massa e una verifica riproducibile della convergenza. La terza usa ParaView per misurare: profili, medie di sezione, portate, caduta di pressione, confronto con Poiseuille e regioni di ricircolo. La quarta stabilisce se un risultato è affidabile: grandezza di interesse, famiglia di tre mesh, bilancio di massa, confronto con Poiseuille, ordine osservato, estrapolazione di Richardson e GCI, studio del passo temporale e validazione fisica.

• OpenFOAM su server Linux, lavorando da Windows: SSH, FileZilla, PowerShell, log e ParaView client/server
• OpenFOAM: monitoraggio, diagnostica e verifica della convergenza
• ParaView per OpenFOAM: analisi quantitativa e post-processing scientifico
• OpenFOAM: verifica, validazione e indipendenza dalla mesh