OpenFOAM

OpenFOAM 中用手动并行分块的方法

OpenFOAM 提供了许多并行区域划分的方法，常用的有 simple，scotch 等。但是，有时候希望能手动地将指定区域指派给一个进程，幸运的是 OpenFOAM 提供了这样的功能。本篇就来介绍一下如何进行手动并行分块。

以自带的 dambreak 算例为例，首先，将分块方法设置为 simple，

1
2
3
4
5
6
7
8
9
numberOfSubdomains 4;

method          simple;

simpleCoeffs
{
    n               ( 2 2 1 );
    delta           0.001;
}

然后，运行

1
decomposePar -cellDist

于是便在 0 下面得到一个 volScalarField：cellDist。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       volScalarField;
    location    "0";
    object      cellDist;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

dimensions      [0 0 0 0 0 0 0];

internalField   nonuniform List<scalar> 
2268
(
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
...
);
boundaryField
{
    ......
}

注意，上面可以看到， cellDist 的值是 1 和 0 等，这个值，对应着将来该网格将被分配到的 processor 的id。

所以，如果将 cellDist 当成是一个标量场，然后用设置初始场的工具对其值进行初始化，将来就能将对应网格手动分配到 cellDist 的值对应的进程。

OpenFOAM 自带的设置初始场的工具是 setFields ， swak4Foam 中的 funkySetField 也是可以的。这里介绍 setFields 的用法。

使用 setFields ，需要编写 setFieldsDict，示例如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
defaultFieldValues
(
    volScalarFieldValue cellDist 0
);

regions
(
    boxToCell
    {
        box (0 0 -1) (0.2 0.2 1);
        fieldValues
        (
            volScalarFieldValue cellDist 1
        );
    }
    boxToCell
    {
        box (0 0.2 -1) (0.2 0.6 1);
        fieldValues
        (
            volScalarFieldValue cellDist 2
        );
    }
    boxToCell
    {
        box (0.2 0.2 -1) (0.6 0.6 1);
        fieldValues
        (
            volScalarFieldValue cellDist 3
        );
    }
);

这里，用的是最简单的 boxToCell，即指定一个 box 中的网格的 cellDist 值。 setFields 还有很多种方式来设置初始值。这里再举一个例子，可以先用 topoSet 来将指定区域的网格先提取到 cellSet ，然后，对整个 cellSet 的网格的 cellDist 值进行指定，示例如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
defaultFieldValues ( volScalarFieldValue cellDist 0 );

regions         
(
    cellToCell
    {
        set cellSet1 ; 
        fieldValues
        ( 
            volScalarFieldValue cellDist 1
        );
    }

    cellToCell1
    {
        set cellSet2 ; 
        fieldValues
        ( 
            volScalarFieldValue cellDist 2
        );
    }
);

topoSet 的用法这里不举例了，有很多花样，详细的信息可以参考 applications/utilities/mesh/manipulation/topoSet/topoSetDict 中的说明。

设置好 setFieldDict以后，运行 setFields，便对 cellDist 的值进行了修改，可视化如下

下一步，需要根据 cellDist 的值来创建一个 labelList，因为手动分块的时候，需要的是一个 labelList 。
在constant下创建一个文件， cellDecomposition ，内容如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       labelList;
    location    "constant";
    object      cellDecomposition;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //


2268
(
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
......
)

注意文件头的写法。 () 内的内容与 cellDist 文件中 () 内的内容一样。

再下一步，就是修改 decomposeParDict

1
2
3
4
5
6
7
8
numberOfSubdomains 4;

method           manual;

manualCoeffs
{
    dataFile        "cellDecomposition";
}

然后再运行 decomposePar -force，这样就得到了根据 cellDist 值来指定的分块方式，如下

注意看这里的进程边界，跟上图中 cellDist 的值的边界是一样的。