2.2.1. Các nhóm bộ giải chuẩn
Các bộ giải (Solver) được xây dựng để trở nên thân thiện với các phương trình và thuật toán tương ứng. Người dùng không cần phải có hiểu biết sâu sắc về lập trình hướng đối tượng của C++ để viết một bộ giải nhưng nên hiểu về nguyên lý ẩn sau các đối tượng. các mô tả chi tiết về các bộ giải được lưu trữ tại trang web https://cpp.openfoam.org
Bộ chương trình OpenFOAM cung cấp sẵn nhiều bộ giải tính toán trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Các bộ giải được xây dựng theo các nhóm lĩnh vực khác nhau dưới đây:
• Basic CFD codes: gồm 3 tính toán CFD: Bộ giải phương trình laplace cho một đại lượng vô hướng; Bộ giải trường dòng chảy thế và bộ giải Giải phương trình lan truyền của một biến vô hướng
• Incompressible flow: Gồm nhiều bộ giải tính toán CFD cho dòng chảy không nén được
• Multiphase flow: Gồm các bộ giải tính toán CFD cho dòng chảy có sự xuất hiện nhiều pha khác nhau
• Direct numerical simulation (DNS): Gồm các chương trình giải trực tiếp động học dòng chảy
• Combustion: Các bộ giải tính toán sự đốt cháy
• Heat transfer và buoyancy-driven flows: Các bộ giải tính toán sự trao đổi nhiệt và đối lưu
• Particle-tracking flows: Các bộ giải tính toán chuyển động của dòng hạt
• Discrete methods: Các bộ giải tính toán dòng chảy theo phương pháp hạt
• Electromagnetics: Các bộ giải tính toán điện từ
• Stress analysis of solids: Các bộ giải phân tích ứng suất của kết cấu rắn
• Finance: Bộ giải tính toán tài chính
Hầu hết các chương trình tính toán dòng chảy trong OpenFOAM sử dụng một trong các thuật toán PISO (Pressure-Implicit Split-Operator), SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations) tương tự các phần mềm CFD khác, hoặc một sơ đồ kết hợp của cả hai sơ đồ trên PIMPLE. Sơ đồ PIMPLE thực thi thêm vòng lặp ghép nối phương trình tích hợp của động lượng và bảo toàn khối lượng. Hình 2.4 dưới đây [35] mô tả sơ đồ thuật toán PIMPLE được ghép nối từ sơ đồ thuật toán PISO và SIMPLE. PISO và PIMPLE được sử dụng cho các bài toán biến đổi theo thời gian trong khi SIMPLE dùng cho các bài toán ổn định (steady-state).