HPC app - OpenFOAM - 2
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### 1. Openfoam different version and docker image
### 2. Openfoam case review

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## Openfoam different version and docker image

Openfoam主要有兩個機構的版本，兩者皆為開源 :
* **ESI-OpenCFD**
* **OpenFOAM Foundation**
* **foam-extend**

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#### [ESI-OpenCFD](https://www.openfoam.com/about-esi-opencfd)
ESI-OpenCFD 是 OpenFOAM® 軟體的開發者，屬於 ESI Group 的一部分。
*(ESI Group 是法國一家國際性的軟體和服務公司，專注於虛擬產品的開發和測試。)*

ESI-OpenCFD 負責 OpenFOAM 軟體的開發和維護。他們使用特定的版本編號系統，即“vYYMM”（例如“v1706”表示 2017 年 6 月發布）。

#### [OpenFOAM Foundation](https://openfoam.org/)
該基金會是一個非營利組織，目的是提供和維護 OpenFOAM 作為一個免費和開源的軟體，確保其廣泛可用性和持續更新。基金會使用“年.版本”（如 5.0, 5.1）的版本編號方式，

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History
* 2004年12月10日 - OpenCFD 發布 OpenFOAM 1.0。
* 2011年8月 - OpenCFD 被 Silicon Graphics International (SGI) 收購。在這次收購後，OpenCFD 和 SGI 一起在美國創建了 OpenFOAM Foundation Inc.，並將 OpenFOAM 軟件版權轉讓給了這個新成立的基金會。
* 2012年9月12日 - OpenCFD 被 Engineering Systems International (ESI) Group 收購。收購後，ESI Group 的代表取代了 SGI 的代表，成為 OpenFOAM Foundation Inc. 的董事會成員。
* 2013 - 2014年間 - OpenCFD 準備並發布了多個 OpenFOAM 版本，這些版本由 OpenFOAM Foundation Inc. 發布。
* 2014年4月25日 - OpenFOAM Foundation Ltd. 在英國注冊成立，這一次注冊是與 ESI Group 的代表共同進行的。

[foam-extend](https://openfoamwiki.net/index.php/Changes)

它是OpenFOAM®開源庫的一個分支。

**開放和歡迎貢獻**：鼓勵和整合來自**所有用戶和開發者的貢獻**，使其成為一個**高度協作和開放的開發環境**。

**增強功能和修覆**：與原始的 OpenFOAM 相比，foam-extend 包含了許多社區貢獻者提供的 **bug 修覆、性能改進、擴展功能和附加特性**。
例如，它支持動態網格和拓撲變化、渦輪機械擴展（包括通用網格插值（GGI）、循環 GGI 和混合平面）、塊耦合矩陣支持、隱式耦合的對流換熱和其他物理過程耦合、有限區域方法、全面的動態網格功能（包括運動和拓撲變化）以及 **GPU 支持**。

**版本和歷史**：foam-extend 有自己的版本命名和發布策略，回溯到最初的 OpenFOAM 編號方案。例如，foam-extend 的版本 3.2 被昵稱為“Ann Arbor”，繼承並延續了由 Hrvoje Jasak 教授和 Henry Weller 先生在帝國理工學院（Imperial College）開發的原始 FOAM 代碼的傳統和精神。

**社區非官方項目**：雖然 OPENFOAM 是 ESI Group 的注冊商標，**foam-extend 作為社區努力的產物，並沒有得到 ESI Group 的官方認可或背書**。


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rescale使用ESI-OpenCFD下的Openfoam版本。
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使用OpenCFD提供docker image作為使用。

**(ESI) [Openfoam third-party libraries list](https://develop.openfoam.com/Development/ThirdParty-common)**

ADIOS2
CCMIO
CGAL
CMake
FFTW
Gcc
Gperftools
HYPRE
KAHIP
LLVM
METIS
MGridGen
MPICH
MVAPICH
Mesa
OPENMPI
PETSC
ParaView
Qt
SCOTCH
VTK

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## Openfoam case review

### 1.汙染物例子 Pollutant Dispersion Modelling using CFD

openfoam版本 : 2012 -> 2312
mpirun -np : 2
memory : 4G
網格總數量 : 182,249
運行時間 : 約40min
資料量大小 : 約23GB

**模擬會因為眾多不同參數的設定而影響整體運算時間。**

EX.
**adjustTimeStep**:
此選項設定為 yes 表示 OpenFOAM 將根據特定條件（通常是基於 Courant 數）動態調整時間步長 (deltaT)。
**開啟這個功能有助於在模擬過程中維持數值穩定性**，特別是在流體動力學模擬中，當物理或數值條件變化較大時。

**maxCo** (最大 Courant 數):
Courant 數是一個重要的無量綱數，用於評估數值解的穩定性。
**它表示在一個時間步長內流體移動的距離與計算網格大小的比例**。
在CFD模擬中，較高的 Courant 數可能會導致不穩定或不準確的結果。maxCo 設定了允許的最大 Courant 數，通常設定為 0.5 或更低，以確保穩定性。當 adjustTimeStep 開啟時，如果計算出來的 Courant 數超過這個限制，OpenFOAM 會自動減小時間步長。

**deltaT** (時間步長):
這是模擬中每個時間步進的實際物理時間，以秒為單位。
時間步長的選擇對模擬的準確性和效率有顯著影響。
**太小的時間步長會導致模擬過程緩慢，而太大可能會導致數值不穩定。**
在 adjustTimeStep 為 yes 的情況下，如果計算出的 Courant 數超過 maxCo 所設定的值，deltaT 會被自動調整。

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### 2.子彈列車例子

openfoam版本 : 5.0(openfoam foundation) -> 2312
mpirun -np :
網格數量 :
運行時間 :

https://www.reddit.com/r/CFD/comments/g8yds2/is_there_any_difference_between_openfoam_7_and/

ESI-OpenCFD團隊過去有重寫網格library。

openfoam no mpirun 2312 V
openfoam mpirun 2312 X (多增加了 decomposePar & reconstructPar 動作)

### 3.船體阻力例子

openfoam版本 : 2112 -> 2312
mpirun -np : 2
網格數量 : 570K ~ 2M

running