3.2.5 Разработка класса Boundary

другой тип или другое название, он может отредактировать файл boundary. Поэтому возникает задача написания класса Boundary, с помощью которого можно будет распарсить одноименный файл и предоставить пользователю возможность редактировать его с помощью элементов графического интерфейса.

Параметрами патча в файле boundary, помимо type, nFaces и startFace, которые можно увидеть в листинге 4, являются neighbourPatch и matchTolerance, которые указываются только тогда, когда указан тип патча cyclic. Исходя из этого был разработан класс Patch, поля которого представлены в таблице 13.

Таблица 13 — поля класса Patch

Подчеркну, что поля nFaces и startFace не должны редактироваться пользователем. Они включены в класс для полноты, и будут отображаться в приложении, но не будут доступны для изменения.

Полями разработанного класса Boundary являются поле nPatches типа int и patchesList типа QList<Patch>. Второе является списком объектов типа Patch, а первое — количество элементов в данном списке.

Функции, реализованные в классе Boundary, представлены в таблице 14.

43

Таблица 14 — Функции класса Boundary

Функции, приведенные в таблице 14, как и в описанных в предыдущих разделах классах, унаследованных от Dict, вызываются функцией-парсером CopyDict. Исходный код реализации класса Boundary приведен в приложении.

3.2.6 Разработка класса Field

Значения физических величин хранятся в файлах полей OpenFOAM, которые находятся во временных директориях. Имя временной директории соответствует моменту времени, в который физические величины имеют определенные значения (например, «0»), а имя файла поля соответствует названию физической величины (например, «p» для давления или «U» для скорости). Для задания исходных данных задачи пользователю необходимо задать значение поля в начальный момент времени. Пример содержимого файла поля давления приведен в листинге 5.

Листинг 5 — Пример содержимого файла поля давления

}

frontAndBack

{

type empty;

}

}

44

Как видно из листинга 5, структура файла поля физической величины такова: вначале указывается ее размерность (ключевое слово dimensions), затем указывается значение внутреннего поля для ячеек расчетной сетки (ключевое слово internalField), после чего следует подсловарь boundaryField, содержащий информацию о поле на границах расчетной сетки. Рассмотрим формат файла поля более детально.

Формат задания размерности физической величины имеет следующий вид: dimensions [<int> <int> <int> <int> <int> <int> <int>]

Каждое из целых чисел внутри круглых скобок задает степень одной из единиц измерения (см. таблицу 3.2.1.2).

Формат задания значения внутреннего поля имеет следующий вид: internalField <Значение>

При этом <Значение> может быть однородным (uniform) и неоднородным (nonuniform). В случае однородного поля значение задается так:

uniform <одноЗначение>

При этом значение <одноЗначение> для скалярных физических величин состоит из одного дробного числа, для векторных — из трех чисел, заключенных в круглые скобки и разделенных пробелами, для тензорных — из девяти чисел в круглых скобках, разделенных пробелами. В случае неоднородного поля формат имеет вид: nonuniform List< <тип> >

(

<одноЗначение1>

<одноЗначение2>

…

<одноЗначениеN>

)

Здесь <тип> указывает тип физической величины. Для скалярных величин он принимает значение scalar, для векторных — vector, для тензорных — tensor. Для задания неоднородного внутреннего поля необходимо ввести список элементов в количестве, равном количеству ячеек, на которое разбито пространство расчетной сеткой.

45

Для представления значения поля в приложении были разработаны классы

SingleFieldValue и FieldValue.

В классе SingleFieldValue лишь одно поле val типа double[9]. В данном массиве содержатся значения компонент вектора и тензора, если поле — векторное или тензорное; в случае скалярного поля, начение скалярной величины содержится в нулевом элементе массива.

Поля класса FieldValue приведены в таблице 15.

Таблица 15 — Поля класса FieldValue

Подсловарь boundaryField содержит множество подсловарей, одноименных граничным поверхностям, содержащимся в файле boundary. Каждый из этих подсловарей имеет набор некоторых параметров. Обязательным является параметр type, значение которого определяет те параметры, которые должны быть указаны после него. Основные типы граничных полей и параметры, которые необходимо указать для граничного поля данного типы, приведены в таблице 16.

46

Таблица 16 — Основные типы граничных полей и необходимые для них параметры

Кроме перечисленных в таблице 16 типов граничных полей существует огромное множество других типов, для изучения которых руководство пользователя [2] OpenFOAM предлагает изучить исходный код пакета. В разработанном классе BoundaryField для хранения необходимых параметров типов, перечисленных в таблице, отведены специальные поля, одноименные параметрам. В случае, если тип граничного поля не является одним из предусмотренных типов, его параметры сохраняются в поле-списке otherParams класса BoundaryField. Список полей данного класса приведен в таблице 17.

Таблица 17 — Поля класса BoundaryField

47

После описания вспомогательных классов SingleFieldValue, FieldValue и BoundaryField можно привести описание класса Field. Основные поля этого класса приведены в таблице 18.

Таблица 18 — Поля класса Field

48