نرم افزار اپن فوم OpenFOAM یک جعبه ابزار دینامیک سیالات محاسباتی CFD است که قادر به مدل سازی هر نوع مسئله شامل معادلات دیفرانسیل جزئی، از جمله حل عددی جریان سیال از مسائل ساده تا پیچیده می باشد. از موارد قابل مدل سازی توسط این نرم افزار میتوان مسئله های مربوط به جریان آرام و آشفته، تک فاز و چندفاز، جریان سیالات غیرنیوتنی، انتقال حرارت، واکنش شیمیایی، الکترومغناطیس و مکانیک جامدات، توربین ها و همچنین به مساله های مربوط به معادلات اقتصادی نظیر قیمت گذاری و مالی اشاره کرد. این نرم افزار توسط OpenCFD Ltd تحت مجوز گنو GNU ایجاد شده است و به صورت منبع باز و رایگان در اختیار عموم قرار داده شده است. هسته انعطاف پذیر و کارامد اپن فوم از مجموعه ای از کدهای نوشته شده به زبان C++ ایجاد شده است. این مجموعه ها در ایجاد حلگرهایی برای مدل سازی مسائل مطرح در مهندسی مکانیک و یا ایجاد ابزارهایی برای اعمال پیش پردازش و پس پردازش، همچنین به وجود آوردن کتابخانه هایی به منظور ایجاد جعبه ابزارهایی که در حلگرها قابل دسترسی باشد، یا برای پیاده سازی مدلهای فیزیکی، مورد استفاده قرار گرفته اند. این نرم افزار با تعدادی حلگر از پیش ساخته شده ، مثالهای کاربردی و کتابخانه ارائه گردیده است. در حالی که علاوه بر باز و آزاد بودن کد منبع آن، قابلیت توسعه در ساختار و سلسله مراتب حلگرها مثال های کاربردی و کتابخانه ها وجود دارد. نرم افزار اپن فوم از روش عددی حجم محدود برای حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی استفاده می کند که در آن به هر شبکه بندی غیرساختار یافته سه بعدی سلول های چندوجهی نسبت داده میشود. در این نرم افزار برای حل جریان سیال از الگوهای تکرار، سرعت-فشار ضمنی استفاده میشود. این نرم افزار بطور پیش فرض روی سیستم عامل منبع باز مبتنی بر لینوکس نصب میشود. به جرات میتوان نرم افزار اپن فوم را قدرتمند ترین نرم افزار در دینامیک سیالات محاسباتی دانست که قابلیت محاسبات سنگین و پیچیده در مسائل گوناگون مهندسی از جمله مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی کشاورزی، مهندسی هوافضا، مهندسی پزشکی، مهندسی صنایع و صنایع دفاع را دارد. یکی از مهمترین تفاوت‌های نرم‌افزار منبع باز OpenFAOM با نرم‌افزارهای تجاری Fluent و CFX این است که در فلوئنت یا CFX، تنها پارامترهای مورد نیاز برای شبیه‌سازی هر مسأله، در نرم‌افزار وارد میشود در حالی که در نرم افزار اپن فوم برای مدل سازی هر زیر شاخه از مکانیک سیالات نیاز به تعریف پارامترهای مورد نیاز مسأله و پس از آن فراخوانی یک حلگر منحصر به فرد می‌باشد. بنابراین، میتوان گفت که انتخاب حلگر، مهمترین و در عین حال دشوارترین مرحله در مدلسازی جریان به وسیله نرم افزار OpenFOAM است. این ویژگی نرم افزار باعث میشود به مراتب حل بسیار دقیق تری نسبت به سایر نرم افزارها داشته باشیم.
روند حل نرم افزار اپنفوم:
پس از تولید هندسه و شبکه بندی یا وارد کردن هندسه از نرم افزارهای دیگر شرایط اولیه و شرایط مرزی و همچنین خواص مواد به کاررفته در جعبه ابزارهای این نرم افزار تعیین میشود.
در این قسمت با استفاده از کدهای موجود در جعبه ابزار سیستم نرم افزار و اعمال تغییرات لازم روش های حل موردنیاز و معادلات وروش گسسته سازی و حل معادلات تعیین میشود.
در این قسمت محاسبات انجام شده و دیتای نهایی استخراج شده و با اتصال نرم افزار اپن فوم به نرم افزار Paraview میتوان نتایج شبیه سازی را مشاهده و ذخیره کرد.
