自定义梯度边界条件

gooseEast

首先恭喜一下我终于顺利成为该论坛的用户！
我创建了一个新场电势，其中阴极边界条件如图：

Jcath是一个仅与边界相关的位置函数，sigma是电导率。
类似于codeFixedValue，想请教怎么对gradient边界条件编程。
如有案例，不胜感激。
另外有没有小伙伴做磁流体或者等离子体仿真，我们可以详细交流。

李东岳

你这个是算什么的？这个就是固定梯度边界条件。你开始应该有J_cath的值，然后赋值给phi的面法向梯度就行了

首先恭喜一下我终于顺利成为该论坛的用户！

哈哈挺有意思，自己恭喜自己一下

gooseEast

是的，李老师你讲的没错，J_cath = C1 * exp(- (r / C2)^C3)，假设是一个垂直X轴的面，C1、C2、C3均为已知参数，r是距X轴的距离。这样就是一个非均匀的fixedGradient。该怎么实现呢？

李东岳

把你的phi的边界声明成固定梯度边界条件，然后在求解器层面

forAll(patch循环)
{
     phi边界的gradient() = -J/sigma;
}

这个是大体思路。

gooseEast

哦哦好的好的，谢谢李老师

gooseEast

上面李老师的方法对于小白同学依然门槛太高，下边是我通过swak4Foam（OpenFOAM-v2306环境下）中的funkySetBoundaryField来实现的：

/*--------------------------------*- C++ -*----------------------------------*\
| =========                 |                                                 |
| \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox           |
|  \\    /   O peration     | Version:  v2306                                 |
|   \\  /    A nd           | Website:  www.openfoam.com                      |
|    \\/     M anipulation  |                                                 |
\*---------------------------------------------------------------------------*/
FoamFile
{
    version     2.0;
    format      ascii;
    class       dictionary;
    object      funkySetBoundaryDict;
}
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //

currentDensity
{
	field PotE;
	expressions
	(
		{
			target gradient;
			patchName CATHODE;
			variables 
			(
				"Jcath0=1;"
				"Rc=1;"
				"nc=1;"
				"sigma0=1;"
				"y=pos().y;"
				"r=1;"
			);

			expression "-Jcath0*exp(-pow(mag(y) / Rc, nc)) / sigma0";
		}
	);
}

// ************************************************************************* //

想要实现速度边界条件为高斯分布的同学可以参考代码修改field和target，想要了解其他信息，可以参见：https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam-pre-processing/96280-funkysetboundaryfields-manipulation-existing-field.html

gooseEast

删除掉0文件下CATHODE的gradientOld行代码，即可在paraview里查看0时刻场信息。

gooseEast

想请教大家标量的梯度不应该是个矢量吗，为什么设置边界条件的时候fixedGradient是个标量？

shirouchen

@gooseEast 个人理解。因为你定义的是边界的数值的梯度，其梯度方向是固定的，即边界的法向量方向，所以边界数值的梯度是标量。而不是内部场量的三方向的梯度数据。

李东岳

楼上说的对，嗯，这是面法向梯度

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