openfoam中的toposet

1openfoam中的toposet

在 OpenFOAM 中，toposet是一个用于操作网格的集合定义和操作的工具。以下是关于toposet的一些关键信息：

1.1基本概念：

toposet的含义是拓扑集合（topology
set）。其作用是将一些点、面或者体网格提取出来存放在指定名字的集合里，用以辅助前后处理。
set和zone在概念上基本一致，都是包含一系列点（或者面、体）的集合。由于历史原因，目前set和zone并存于 OpenFOAM
中，有的前后处理工具可能同时支持使用set或zone，但也有的只支持其中一种。

1.2操作类型：

toposet可以对不同的网格元素进行操作，生成多种类型的集合，包括pointset（点集）、faceset（面集）、cellset（体集）、pointzone、facezone、cellzone等。其操作方式包括将边界转换为网格元素（如boundary
to cell、boundary to face、boundary to point）、基于几何形状选择网格元素（如box to
cell、cylinder to cell、sphere to cell等）以及基于其他集合或条件选择网格元素（如set to cell
zone、set to face zone、set to point zone等）。

1.3使用方法：

定义集合：通过编辑toposetdict文件来定义要操作的集合。例如，可以指定选择的区域、选择的条件等。
执行操作：在命令行中运行toposet命令来执行在toposetdict文件中定义的操作，操作结果会存储在constant/polymesh/sets文件夹中。

1.4 应用场景：

网格加密：结合refineMesh工具，先使用toposet定义需要加密的区域，然后使用refineMesh对该区域进行网格加密，常用于需要局部细化网格的模拟场景，例如在流体力学模拟中对边界层、漩涡区域等进行加密。
设置初始条件和边界条件：可以使用toposet选择特定的区域，然后结合setfields等工具对该区域设置特定的初始条件或边界条件，例如设置非均匀的初始场或自定义边界条件。
定义复杂形状的区域：当需要定义一些复杂形状的区域时，可以使用toposet结合其他工具，如searchableSurfaceToFace等，来创建复杂形状的面集或面区域集合，以便进行后续的分析或处理。

2实例

2.1标记两个区域并合并为一个

在这里插入图片描述
这段代码是 OpenFOAM 中 toposetdict 文件的一部分，toposetdict 文件用于定义 toposet 工具的操作。下面来详细解释这段代码的具体含义和作用：
整体功能概述
这段代码的主要目的是定义一个名为 heater 的单元区域（cellZone），该区域由两个不同的长方体盒子所包含的单元组成。通过上述三个操作块，代码首先定义了一个由第一个盒子内单元组成的 heaterCellSet 集合，然后将第二个盒子内的单元添加到该集合中，最后将这个集合转换为一个名为 heater 的单元区域。这个单元区域可以在后续的模拟中用于设置特定的边界条件、初始条件或进行其他操作。、
在这里插入图片描述

2.2 反转得到最后的剩余区域

// bottomWater is all the other cells{name    bottomWaterCellSet;type    cellSet;action  new;source  cellToCell;sourceInfo{set heaterCellSet;}}{name    bottomWaterCellSet;type    cellSet;action  add;source  cellToCell;sourceInfo{set leftSolidCellSet;}}{name    bottomWaterCellSet;type    cellSet;action  add;source  cellToCell;sourceInfo{set rightSolidCellSet;}}{name    bottomWaterCellSet;type    cellSet;action  add;source  cellToCell;sourceInfo{set topAirCellSet;}}{name    bottomWaterCellSet;type    cellSet;action  invert;}{name    bottomWater;type    cellZoneSet;action  new;source  setToCellZone;sourceInfo{set bottomWaterCellSet;}}

这段 OpenFOAM 的 toposetdict 文件代码块的主要目的是定义一个名为 bottomWater 的单元区域（cellZone），该区域包含除了 heaterCellSet、leftSolidCellSet、rightSolidCellSet 和 topAirCellSet 这些集合所包含单元之外的所有网格单元。这段代码通过一系列操作，先将 heaterCellSet、leftSolidCellSet、rightSolidCellSet 和 topAirCellSet 中的单元添加到 bottomWaterCellSet 中，然后反转该集合，最后将反转后的集合转换为名为 bottomWater 的单元区域。在后续的 OpenFOAM 模拟中，可以针对这个 bottomWater 单元区域设置特定的物理属性、边界条件等。
在这里插入图片描述
action: add 表示将指定集合中的单元添加到已有的 bottomWaterCellSet 集合中。