在Ubuntu上安装OpenFOAM + liggghts + CFDEM coupling

    |     2016年1月5日   |   技术控   |     0 条评论   |    410

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CFDEM 项目有重大更新,本文还没来得及更新,所以文中方法暂时不适用,更新详情请访问CFDEM的页面,cfdem.com/node/414

OpenFOAM 是著名的计算流体力学(CFD)软件;liggghts 基于 lammps 进行大尺度颗粒模拟,可用于基于离散元法(DEM)的模拟;CFDEM coupling 则将前两者结合,耦合流体和固体颗粒的动力方程。

Ubuntu 是十分流行的 Linux 发行版,本文发表时已经发布 15.10 版,作为长期支持版 14.04 仍有巨大的市场份额,Ubuntu 社区也推荐个人用户使用长期支持版。所以,本文以 14.04 为例,介绍 OpenFOAM + liggghts + CFDEM coupling 的安装。

本文发表时,OpenFOAM 已推出 3.0.1 版,但由于 CFDEM coupling 基于 2.2.0开发,支持到 2.3.0 版,因而 OpenFOAM 应选择 2.3.0 版。

liggghts 的版本对 CFDEM coupling 的安装影响不大,可选最新版或笔者选用的3.3.0版。

后处理软件为了与 OpenFOAM 2.3.0 匹配,选用 paraview 4.1;另选用 LPP 将 liggghts 生成的 dump 格式的文件转成 paraview 可识别的 vtk 格式。这一后处理方案也是官网推荐的,笔者认为较为易用。

并行计算选用 openmpi。

下面我们从新装的 Ubuntu 14.04 出发,安装上述软件。注意:在执行命令前请先搞懂命令的含义,并在下载、编译的同时,浏览相关的shell脚本,以便在出现问题时定位原因。

1 安装依赖包

安装依赖包之前更新系统。选用合适的软件源,速度会比较快。详情请搜索关键词:更新源。

1.1 从 github 下载、管理源代码的工具 git

sudo apt-get install git-core 

1.2 OpenFOAM 和 paraview 的依赖包

sudo apt-get install build-essential flex bison cmake zlib1g-dev qt4-dev-tools libqt4-dev gnuplot libreadline-dev libncurses-dev libxt-dev 

1.3 安装 openmpi

sudo apt-get install libscotch-dev libopenmpi-dev libcgal-dev 

1.4 安装 octave 用于 CFDEM coupling 的后处理

sudo apt-get install octave 

1.5 安装 LPP 的依赖包

sudo apt-get install python-numpy 

2 准备源代码

安装依赖包的同时可以另开一个终端,进行这一步。

2.1 新建目录

先在 home 文件夹下新建几个目录,目录的名称、结构很重要,否则无法用 CFDEM coupling 的脚本自动编译。

cd $HOME mkdir OpenFOAM mkdir CFDEM mkdir LIGGGHTS 

2.2 下载 OpenFOAM 及 ParaView 的源代码

官网下载页面openfoam.org/archive/2.,下载完后将压缩包移动到$HOME/OpenFOAM/文件夹,并解压。

cd $HOME/OpenFOAM/ tar xzf OpenFOAM-2.3.0.tgz tar xzf ThirdParty-2.3.0.tgz 

2.3 用 git下载 liggghts 和 LPP 的源代码

cd $HOME/LIGGGHTS git clone CFDEMproject/LIGGGHTS-PUBLIC.git LIGGGHTS-PUBLIC git clone CFDEMproject/LPP.git mylpp 

2.4 用 git 下载 CFDEM coupling 的源代码

cd $HOME/CFDEM git clone CFDEMproject/CFDEMcoupling-PUBLIC.git CFDEMcoupling-PUBLIC-2.3.0 

3 配置环境变量

打开 .bashrc 文件,添加以下内容。如果有兴趣可以浏览 OpenFOAM 默认的配置文件 $HOME/OpenFOAM/OpenFOAM-2.3.0/etc/bashrc

#============================================================== 
#OpenFOAM source $HOME/OpenFOAM/OpenFOAM-2.3.0/etc/bashrc 
#============================================================== 
#CFDEM 
export CFDEM_VERSION=PUBLIC 
export CFDEM_PROJECT_DIR=$HOME/CFDEM/CFDEMcoupling-$CFDEM_VERSION-$WM_PROJECT_VERSION 
export CFDEM_SRC_DIR=$CFDEM_PROJECT_DIR/src 
export CFDEM_SOLVER_DIR=$CFDEM_PROJECT_DIR/applications/solvers 
export CFDEM_DOC_DIR=$CFDEM_PROJECT_DIR/doc 
export CFDEM_UT_DIR=$CFDEM_PROJECT_DIR/applications/utilities 
export CFDEM_TUT_DIR=$CFDEM_PROJECT_DIR/tutorials 
export CFDEM_PROJECT_USER_DIR=$HOME/CFDEM/$LOGNAME-$CFDEM_VERSION-$WM_PROJECT_VERSION 
export CFDEM_bashrc=$CFDEM_SRC_DIR/lagrangian/cfdemParticle/etc/bashrc 
export CFDEM_LIGGGHTS_SRC_DIR=$HOME/LIGGGHTS/LIGGGHTS-PUBLIC/src 
export CFDEM_LIGGGHTS_MAKEFILE_NAME=fedora_fpic 
export CFDEM_LPP_DIR=$HOME/LIGGGHTS/mylpp/src 
export CFDEM_PIZZA_DIR=$HOME/LIGGGHTS/PIZZA/gran_pizza_17Aug10/src 
. $CFDEM_bashrc 
#=============================================================== 

4 编译和安装

做完以上全部之后,重新打开一个终端,进行这一步。

4.1 编译 OpenFOAM

cd $HOME/OpenFOAM/OpenFOAM-2.3.0 ./Allwmake 

如果发生错误,请检查前面的步骤,并重新执行这一步。

4.2 编译 paraview

cd $WM_THIRD_PARTY_DIR  ./makeParaView4 

这一步完成后,编译 PV4Readers

cd $FOAM_UTILITIES/postProcessing/graphics/PV4Readers  wmSET  ./Allwclean  ./Allwmake 

4.3 检查 OpenFOAM 的安装是否正确

mkdir -p $FOAM_RUN cp -r $FOAM_TUTORIALS $FOAM_RUN cd $FOAM_RUN/tutorials/incompressible/icoFoam/cavity  blockMesh  icoFoam  paraFoam 

如果弹出 paraview 说明安装正确,否则检查以上步骤,并参阅 OpenFOAM 安装官方指南openfoam.org/archive/2.

如果安装正确请进行下一步

4.4 编译 liggghts 和 cfdem coupling

4.4.1检查系统配置

利用 cfdem coupling 的系统检查脚本,检查系统配置

cfdemSysTest 

如果这一步没有报错,进行下一步。如果有报错请按错误提示排错,笔者安装时,mpic++ 没有配置好,需要修改 mpic++ 的配置文件指定编译器。如果提示命令没有发现,说明 .bashrc 文件没有配置正确,参见前文或官方指南cfdem.com/system/files/

4.4.2 编译 liggghts

利用 cfdem coupling 提供的脚本编译 liggghts

cfdemCompLIG 

也可以根据 liggghts 的官方指南进行编译,建议使用脚本。编译结束后,新开一个终端输入 liggghts 命令,检查 liggghts 是否安装成功。如果提示命令没有找到,参见 liggghts 官方指南,或输入

cd $HOME/LIGGGHTS/LIGGGHTS-PUBLIC/src make clean-all make fedora 

重试,看有没有 lmp_fedora 文件生成,若有则编译成功,尝试重新运行

cfdemCompLIG 

则可生成 lmp_fedora_fpic 文件。

4.4.3 编译 LPP

mkdir $HOME/bin cd $HOME/LIGGGHTS/mylpp ./install 

4.4.4 编译 CFDEM coupling

这一步很容易报错,前面有关 OpenFOAM 和 liggghts 的步骤很重要。运行命令编译 CFDEM coupling

cfdemCompCFDEM 

4.5 测试

输入命令进行测试

cfdemTestTUT 

按提示输入y,回车,如果安装正确会弹出 octave 绘出的图。

始发于知乎专栏:张祺

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