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COMPARTILHANDO CONHECIMENTOS EXCLUSIVOS SOBRE CULTURA E ENGENHARIA

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O que é o software OpenFOAM

1. Introdução


O OpenFOAM é um software gratuito de código aberto (open source) de fluidodinâmica computacional (CFD). Ele é um dos principais programas disponíveis nessa área e possui uma grande base de usuários na maioria das engenharias e na ciência como um todo, sendo um software difundido tanto no setor empresarial quanto no ambiente acadêmico.


Um dos aspectos que contribuem para que o OpenFOAM tenha se tornado um dos principais softwares disponíveis para a solução de problemas CFD é sua versatilidade. Ele é baseado em uma das linguagens de programação mais usuais, o C++, que é uma programação orientada a objetos, sendo essa é a essência do OpenFOAM. Isso traz a possibilidade de trabalhar com classes e promover mudanças e melhorias sem mexer muito no código, sempre aproveitando o que já foi criado.


Para o trabalho do usuário, podem ser utilizadas também de outras linguagens, como Python, para manipulação de arquivos, de dados, automatizar simulações, entre outros.


Em geral, para softwares comerciais, de código fechado, podemos encontrar uma característica marcante: os programas são uma caixa preta, que recebem informações de entrada e entregam um resultado, ou seja, não se sabe com exatidão todo o código sendo executado para o funcionamento do software, o que é negativo já que o usuário não tem controle total do que está acontecendo.


O OpenFOAM, por outro lado, disponibiliza todo o seu código de execução, o que permite total customização do usuário e entendimento do que o programa executa.


Dessa forma, por ser um programa open source ele possibilita uma customização ainda maior de suas soluções, possibilitando um procedimento próprio e único de solução a cada novo problema ou desafio apresentado. Sem contar que, por ser um programa gratuito, o OpenFOAM é uma opção muito atraente para a redução de custos com licenças quando comparado a softwares comerciais.


2. Mas afinal, quem desenvolve o software OpenFOAM?


Por ser um programa de código aberto essa pergunta costuma confundir os novos usuários, pois ele em si não tem um único dono ou uma única entidade que possui seus direitos. Como há uma necessidade de atualizações, novas funções e melhorias com o passar do tempo existem algumas empresas que disponibilizam suas próprias variantes ou versões do OpenFOAM e de tempos em tempos geram atualizações das mesmas.


Dentre as versões disponíveis existem 3 variantes principais e consequentemente mais usadas, elas são o FOAM-Extend distribuído pela Wikki do Reino Unido, o OpenFOAM distribuído pela OpenCFD Ltd. e o OpenFOAM distribuído pela OpenFOAM Foundation Inc.


Um usuário também pode criar novas aplicações, encontrar bugs nos códigos, ou até mesmo fazer otimizações dos mesmos. Nesses casos existem canais de comunicação para reportar o desenvolvimento e ele ser levado a análise para uma próxima atualização de uma dessas versões do OpenFOAM.


2.1 Qual versão devo usar?


Na essência, qualquer uma das versões principais listadas pode ser utilizada já que a estrutura por trás delas é a mesma e as formas de uso e configuração diferem pouco entre si. Apenas em casos específicos que alguma das versões pode ser mais recomendada que outra, por conter alguma função ou melhoria para resolver algum tipo específico de problema.


Um exemplo ilustrativo que pode ser dado é que para um caso bem específico de interação fluido-estrutura (FSI) o FOAM-Extend possui uma aplicação em particular que as outras versões não possuem igual para a solução do problema.


É necessário atenção na utilização de várias versões diferentes do OpenFOAM, já que algumas sintaxes podem mudar, a maneira que algumas equações são escritas no código podem ser melhores colocadas em relação a tempo de processamento, então precisa lembrar que sempre podem existir algumas pequenas diferenças entre as versões. Eventualmente casos configurados para uma dada versão, podem demandar algum ajuste ou mudança de sintaxe para uma outra versão.


Fonte 1


2.2 Existe algum pré-requisito específico para usar o OpenFoam?


Não existe nenhum grande pré-requisito para utilizar o OpenFoam em seu computador, mas existem algumas recomendações para facilitar seu uso. A principal delas é utilizar algum sistema operacional Linux, já que o software foi desenvolvido para essas plataformas. Uma recomendação é verificar o sistema operacional recomendado para a versão que será utilizada. Usualmente essas são as versões recentes do Ubuntu correspondentes à data de lançamento da versão do OpenFOAM.


De qualquer forma é possível utilizar o OpenFOAM tanto no Windows quanto no MAC, mas normalmente isso é feito emulando um terminal Linux ou eventualmente até mesmo o sistema operacional como um todo.


Sobre requisitos de idioma é recomendado conhecimento de inglês, já que a plataforma, seus comandos e a comunicação com o usuário é baseada nesse idioma. O domínio do inglês pode facilitar o entendimento de lógicas por trás do OpenFOAM.


No fim das contas, pode-se dizer que o maior pré-requisito é estar disposto a se aventurar neste software, para aprender seu funcionamento e poder usufruir o que ele tem a oferecer.


Você pode fazer a instalação do OpenFOAM no Linux, através desse tutorial que disponibilizamos aqui (Clique aqui). Também, nossa equipe desenvolveu um tutorial de instalação do OpenFOAM para o sistema operacional Windows (Clique aqui).


3. Instalei o OpenFOAM, como começar a usar?


Após a instalação do OpenFOAM uma boa prática é começar a entender como ele funciona pelos diversos tutoriais que com ele são disponibilizados. Para isso é possível tanto seguir por conta própria quanto ler um guia de usuário da versão que estiver usando, basta procurar no site da distribuidora da versão do software ou na internet pelo guia do usuário. Existem guias gerais de uso e também específicas para a programação e desenvolvimento de aplicações no OpenFOAM.


Ao utilizar os tutoriais práticos já disponíveis com o programa, é aconselhável em paralelo seguir o passo a passo de um guia de usuário ou tutorial disponível na internet para resolver e aprender a configurar o caso.


Um bom exemplo disso são os videos que nosso time de especialistas divulga no nosso canal do Youtube. Lá temos uma série de tutoriais e primeiras simulações para você iniciar no OpenFOAM (Clique aqui para acessar).


Uma vantagem é que independente da aplicação de interesse o OpenFOAM usualmente possui pelo menos um tutorial para exemplificá-la. Esses casos tutoriais podem ser muito úteis, já que variações de configuração em sua solução podem dar uma sensibilidade ao usuário e um melhor entendimento da resolução do problema.


3.1 Interface gráfica


As versões usuais do OpenFOAM em si não possuem interface gráfica, o que de início causa receio em novos usuários e deixa menos intuitivo o primeiro contato com a plataforma. Esse talvez seja o maior entrave para o aprendizado do programa, e sabendo disso foram elaboradas versões que possuem interface gráfica e dessa forma facilitam o contato inicial com o OpenFOAM. A curto prazo o uso de interface pode ser interessante, mas de médio a longo prazo a ausência dela se torna vantajosa por demandar um menor tempo de configuração e diminuir consideravelmente o custo computacional do programa. Um exemplo disso é que o OpenFOAM não pode “travar” enquanto aberto, já que não dispõe de uma interface sujeita a “bugs” de visualização.


4. Mais do que um software, uma comunidade!


Uma das grandes vantagens do OpenFOAM é sua comunidade ativa e em constante busca pelo desenvolvimento do software. Existem vários fóruns dedicados a tirar dúvidas e solucionar problemas no programa, facilitando bastante a solução de ocorrências usuais no OpenFOAM. Além disso, a comunidade está sempre engajada em solucionar bugs e problemas encontrados no código do software e, impulsionada pelo fato do código ser aberto para todos, a identificação da fonte dos problemas e correção dos mesmos é facilitada.


5. Referências

1.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:3840x1080_F16_OpenFOAM.jpg

2.https://openfoam.org/company-history/

3.http://www.wikki.co.uk/

4.https://www.openfoam.com/governance/overview





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