OpenFOAM｜11 了解functionObject

本文描述OpenFOAM中的functionObject。

1 介绍

OpenFOAM求解计算过程中，可以使用functionObject执行数据的提取与处理。functionObject是按指定间隔执行的小段代码，无需显式链接到应用程序，当在使用的过程中，可以将特定的数据写入到文件中以方便图形绘制及后处理。

functionObject在字典文件中进行指定，且在预定义的时间点上执行操作。

functionObject在OpenFOAM求解计算的过程中可以实时修改。在OpenFOAM计算完毕后也可以执行functionObject，例如，可以使用functionObjects计算马赫数，涡量场，并在给定点或沿直线的速度进行采用。

在文件夹中可以找到functionObject的源代码。该文件夹中包含一些子文件夹（field、forces、lagrangian、solver、utilities等），分别对应着不同的使用类型，在子文件夹下存放各种不同类型的functionObject，如courantNo、forceCoeffs等。如下图所示。

除了functionObjects外，在路径中可以找到采用工具的所有源代码。

functionObject在字典文件中定义。如下面定义了一个fieldMinMax的对象，该对象用于在指定时间点上输出计算区域中的压力、速度等物理量的最大最小值：

OpenFOAM中包含了许多functionObject，一些特定的functionObject使用起来较为复杂。另外，functionObjects可以具有许多选项和一些限制，最好的建议是阅读doxygen文档或源代码，以学习如何使用functionObjects。

注：functionObjects源代码路径：；sampling工具源代码路径：；functionObject所需的数据库源代码路径。

”

2 算例

下面以一个使用了functionObject的算例来进行描述。该算例计算的是一个三段翼外流场，如下图所示。

通过使用functionObject在计算过程中输出物理量（如yplus、涡量、物理场的平均值、力、力系数、物理场的最大最下周、进出口流量等）。

functionObject在字典文件中定义，打开controlDict文件：

这里使用了externalFunctionObject文件，该文件内容如下所示。

这里的functionObject可以在运行时随求解器一起执行。

但有时可能事先忘记了在controlDict字典中定义functionObject，导致计算完毕后数据并未提取出来。OpenFOAM允许用户在求解计算完毕后执行functionObject，此时可以在controlDict文件中添加functionObject，然后利用命令：

也可以将functionObject写入到一个独立的文件中，然后执行上面的操作命令。一个简单的调用例子：

3 查看结果

计算完毕后，算例路径下多出了一个名为的文件夹。

该文件夹中的文件组织形式如下所示。

此时可以绘制监控得到的数据图。

如查看力系数文件（路径postProcessing/forceCoeffs_object/0/forceCoeffs.dat），其内容如下图所示。

可以使用gnuplot查看阻力系数变化曲线：

得到的阻力系数随迭代过程的变化曲线如下图所示：

类似方式可以查看升力系数：

图形显示如图所示。