个人学习用，总结、整理了网上一些controlDict解析
1 文件结构
一个例子:
//文件说明
{
version 2.0; //版本号
format ascii; //文本格式
class dictionary; //类型为字典文件
location "system"; //所在目录
object controlDict; //对象名
}
application interFoam; //求解器名称
//时间控制
startFrom startTime; //设置计算开始时间为startTime
startTime 0; //定义startTime
stopAt endTime; //设置计算结束时间为endTime
endTime 3; //定义endTime
deltaT 0.005; //设置时间步长
//计算结果输出控制
writeControl adjustableRunTime; //按照计算时间控制输出
writeInterval 0.1; //输出时间间隔,单位秒[s],与writeControl配合使用
purgeWrite 0; //输出是否覆盖先前记录,0为不覆盖,1可用于稳态计算,默认0
writeFormat ascii; //计算结果输出文件格式指定
writePrecision 10; //控制输出有效数字位数,与writeFormat配合使用,默认6
writeCompression uncompressed; //是否压缩
timeFormat general; //时间目录名称指定
timePrecision 6; //时间目录名称有效数字位数,与timeFormat配合使用,默认6
//时间步长自适应控制
adjustTimeStep yes; //是否开启时间步长自适应
maxCo 0.5; //最大库郎数
maxDeltaT 1.0; //最大时间步长
//字典读取控制
runTimeModifiable yes; //每个时间步是否读取所修改的字典文件设定2 逐项分析
system目录下的controlDict文件用来设置 时间和输入输出控制，包括 时间控制， 计算结果输出控制，时间步长自适应控制， 字典读取控制 和 运行时加载库或者函数控制 五个部分。
2.1 application
查看$FOAM_TUTORIALS里所用到的求解器，输入命令：
foamSearch $FOAM_TUTORIALS controlDict application
//结果显示：
application adjointShapeOptimizationFoam;
application blockMesh;
application boundaryFoam;
application buoyantPimpleFoam;
application buoyantSimpleFoam;
application cavitatingFoam;
application chemFoam;
application chtMultiRegionFoam;
application coalChemistryFoam;
application coldEngineFoam;
application compressibleInterFoam;
application compressibleMultiphaseInterFoam;
application dnsFoam;
application DPMFoam;
application driftFluxFoam;
application dsmcFoam;
application electrostaticFoam;
application financialFoam;
application fireFoam;
application foamyHexMesh;
application icoFoam;
application icoUncoupledKinematicParcelFoam;
application interFoam;
application interMixingFoam;
application interPhaseChangeFoam;
application laplacianFoam;
application mdEquilibrationFoam;
application mdFoam;
application mhdFoam;
application moveDynamicMesh;
application MPPICFoam;
application multiphaseEulerFoam;
application multiphaseInterFoam;
application nonNewtonianIcoFoam;
application PDRFoam;
application pimpleFoam;
application pisoFoam;
application porousSimpleFoam;
application potentialFoam;
application potentialFreeSurfaceFoam;
application reactingFoam;
application reactingMultiphaseEulerFoam;
application reactingParcelFoam;
application reactingTwoPhaseEulerFoam;
application rhoCentralFoam;
application rhoPimpleFoam;
application rhoPorousSimpleFoam;
application rhoSimpleFoam;
application scalarTransportFoam;
application shallowWaterFoam;
application simpleFoam;
application simpleReactingParcelFoam;
application snappyHexMesh;
application solidDisplacementFoam;
application solidEquilibriumDisplacementFoam;
application sprayFoam;
application SRFPimpleFoam;
application SRFSimpleFoam;
application twoLiquidMixingFoam;
application twoPhaseEulerFoam;
application XiEngineFoam;
application XiFoam;tutorial里基本上平时常用到的、不常用的solver都有，根据自己的研究方向选几个相关的再慢慢研究细节吧。
2.2 时间控制
2.2.1 startFrom, startTime
| startFrom | 说明 |
|---|---|
firstTime |
所有时间目录中最早的时间步 |
latestTime |
所有时间目录中最近的时间步 |
startTime |
用户指定开始时间，需指定startTime的值 |
2.2.2 stopAt, endTime
| stopAt | 说明 |
|---|---|
endTime |
用户指定结束时间，需指定endTime的值 |
writeNow |
当前时间步完成时结束计算并且输出计算结果 |
noWriteNow |
当前时间步完成时结束计算但不输出计算结果 |
nextWrite |
下一个时间步完成时结束计算并且输出计算结果 |
2.2.3 deltaT
时间步长控制，有时需要控制 $Co=\frac{\delta t|U|}{\delta x}<1$ $\delta t$ 为时间步、就是这的deltaT; $|U|$ 为某网格单元内的速度矢量的模 $\delta x$ 为速度方向的网格长度。
2.3 输出控制
2.3.1 writeControl,writeInterval
| writeControl | 说明 |
|---|---|
timeStep |
按照时间步输出，间隔由关键字writeInterval指定 |
runTime |
按照计算时间输出，间隔由关键字writeInterval指定 |
adjustableRunTime |
时间自适应下按照计算时间输出，间隔由关键字writeInterval指定 |
cpuTime |
按照CPU时间输出，间隔由关键字writeInterval指定 |
clockTime |
按照挂钟时间(真实时间)输出，间隔由关键字writeInterval指定 |
2.3.2 purgeWrite
| 0 | 关闭该功能，不覆盖输出结果 |
|---|---|
| n(n为大于0的整数) | 输出n次数据后，自动覆盖先前输出结果 |
2.3.3 writeFormat,writePrecision
| writeFormat | 说明 |
|---|---|
ascii |
文本格式，由writePrecision控制有效数字位数，方便阅读 |
binary |
二进制格式，直接将内存内容写入文件，能够减小文件存储空间，提高读写效率 |
2.3.4 writeCompression, timeFormat, timePrecision
| writeCompression | 说明 |
|---|---|
off |
不压缩 |
on |
gzip 压缩格式 |
| timeFormat | 说明 |
|---|---|
fixed |
±m.dddddd，其中d由timePrecision来控制 |
scientific |
±m.dddddd±xx，其中d由timePrecision来控制 |
general |
使用scientific格式，默认小数点后有4位有效位数，也可通过timePrecision来调节 |
2.3.5 runTimeModifiable
Switch for whether dictionaries, e.g. controlDict, are re-read during a simulation at the beginning of each time step, allowing the user to modify parameters during a simulation.
2.3.6 graphFormat
| raw | 采用原ASCII格式输出 |
|---|---|
| gnuplot | 采用gunplot格式输出 |
| xmgr | 采用Grace/xmgr格式输出 |
| jplot | 采用jPlot格式输出 |
2.4 时间步长自适应控制
| 参数名 | 参数值 | 说明 |
|---|---|---|
| adjustTimeStep | yes | 允许依据最大Courant数自动调节时间步长 |
| no | 不允许程序自动调节时间步长 | |
| maxCo | 0.5 | 最大允许的Courant数，若Co数大于指定值，自动缩小时间步长 |
| maxDeltaT | 0.1 | 自动调整时间步长时，最大允许的时间步长 |
| runTimeModifiable (设置在求解过程中是否允许修改以上参数) | yes | 允许，求解器会在每个时间步计算的开始读入controlDict文件 |
| no | 不允许，求解器不会在每个时间步开始读入controlDict文件 |
2.5 运行时加载库或者函数控制
设置运行时需要加载的库或函数如下所示：
| libs | 如libgroovyBC.so等 |
调用的动态库文件列表 |
|---|---|---|
| functions | probes, singleGraph等 | 调用的附加函数列表 |
举个例子，incompressible/pimpleFoam/RAS/TJunction/system/controlDict中相关部分：
functions
{
probes
{
// Where to load it from
libs ("libsampling.so");
type probes;
// Name of the directory for probe data
name probes;
// Write at same frequency as fields
writeControl writeTime;
writeInterval 1;
// Fields to be probed
fields (p U);
probeLocations
(
( 1e-06 0 0.01 ) // at inlet
(0.21 -0.20999 0.01) // at outlet1
(0.21 0.20999 0.01) // at outlet2
(0.21 0 0.01) // at central block
);
}
}下面介绍最常用的probes和singleGraph函数的使用方法。
2.5.1 probes函数
该函数功能为程序运行时监测:q指定坐标点场数据随时间的变化。首先在controlDict文件内添加以下语句，调用probes功能的相关函数。
functions
{
#includeFunc probes // 在functions列表中添加probes函数
}接着运行以下命令，复制probes文件至system文件夹下，
cp -r $FOAM_ETC/caseDicts/postProcessing/probes/probes systemprobes文件的内容如下，
通过修改fields参数中可添加需监测的场，修改probeLocations的坐标值可添加监测点的坐标值。运行求解器后，指定坐标点的监测场随时间变化的数据输出至postProcessing/probes/0文件夹。
2.5.2 singleGraph函数
该函数功能为对计算结果数据取样并可视化。首先在controlDict文件内的functions列表中添加singleGraph函数，接着运行以下命令，复制singleGraph文件至system文件夹，
cp -r $FOAM_ETC/caseDicts/postProcessing/graphs/singleGraph systemsingleGraph文件的内容如下，
start (0.01 0.025 0); // 取样的起始点坐标
end (0.01 -0.025 0); // 取样的终点坐标
fields (U p); // 取样场的名称
// Sampling and I/O settings
#includeEtc ”caseDicts/postProcessing/graphs/sampleDict.cfg”
// Override settings here, e.g.
// setConfig { type midPoint; }
// Must be last entry
#includeEtc ”caseDicts/postProcessing/graphs/graph.cfg” 修改fields参数中可添加需采样的场，修改start 和end参数可设置取样点的坐标范围。计算完成后，在算例文件夹下输入命令postProcess -func singleGraph，可对数据取样并输出至postProcessing/singleGraph文件夹。输出数据文件可直接通过gnuplot软件（需预先安装）处理实现可视化。
2.5.3 foreCoeffs
翼型模拟时常需要得到 $C_{p},C_{L},C_{D}$ 等数据，可以利用OpenFOAM的相关工具，推荐在controlDict里直接include然后在system文件夹里重新写一个文件。
//controlDict里加入
functions
{
#include "forceCoeffs"
};新文件内容如下：
//文件名forceCoeffs
/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
========= |
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
\\ / O peration | Website: https://openfoam.org
\\ / A nd | Version: dev
\\/ M anipulation |
-------------------------------------------------------------------------------
Description
Calculates lift, drag and moment coefficients by summing forces on
specified patches for a case where the solver is incompressible (pressure
is kinematic, e.g. m^2/s^2).
\*---------------------------------------------------------------------------*/
forceCoeffs
{
// Mandatory entries
type forceCoeffs;
libs ("libforces.so");
patches (airfoil-l1 airfoil-l2 airfoil-h1 airfoil-h2);
// Optional entries
// Field names
p p;
U U;
rho rhoInf;
log true;
rhoInf 1.225;
// Reference pressure [Pa]
pRef 0;
// Include porosity effects?
porosity yes;
// Store and write volume field representations of forces and moments
writeFields yes;
// Centre of rotation for moment calculations
CofR (0.25 0 0);
// Lift direction
liftDir (0 1 0);
// Drag direction
dragDir (1 0 0);
// Pitch axis
pitchAxis (0 0 1);
// Freestream velocity magnitude [m/s]
magUInf 50;
// Reference length [m]
lRef 1;
// Reference area [m2]
Aref 1.2;
// Spatial data binning
// - extents given by the bounds of the input geometry
binData
{
nBin 21;
direction (1 0 0);
cumulative yes;
}
}具体内容可参考OpenFOAM在线文档。
