有没有一个好的，易于使用的高质量开源CFD求解器？

我的论文是研究燃烧模型简化的数值方法。我的方法纯粹是在燃烧模拟的化学部分上运行的，并且我有大量的0D模拟案例研究（无流量）。我想要的是运行确实包含模拟的模拟，最好是2-D或3-D模拟。

由于计算量大，因此这些仿真需要并行进行。我还需要一些可以与化学求解器（例如Chemkin或Cantera）交互的东西，我已经有了它们的源代码。（Chemkin在Fortran 77中，而Cantera在C ++中。）

在理想情况下，我可以使用我在grad程序和一些CFD软件包中获得的流体力学基础知识来指定一种流动模式，添加化学成分并运行它。如果需要的话，我可以根据前合作者使用的实验设置，为简单的案例研究建立控制流体运动和化学反应的方程式，但是我非常希望不要滚动自己的CFD代码，除非有一个或多个非常容易实现的软件包。我愿意花2-3周的时间；我不知道此要求是否排除了PETSc或Trilinos。如果我不得不花更多的时间，我宁愿推迟到以后再做，因为我有一个合作者也提供CFD代码用于案例研究。

有没有人有使用CFD软件包或编写CFD代码的经验，如果有，您可以推荐一个吗？我知道我想使用的一件事是Strang拆分，但是我不是CFD或PDE专家。我研究化学和模型还原的数值方法。另外，请评论您使用推荐的软件花了多长时间才能上手。

@FrenchKheldar很好地指出了我要解决的问题的特征：

• 理想（完美）气体，单相
• 可压缩
• 层流必不可少；湍流优先。（我从CFD数值方法的先前工作中了解了一些湍流，但是我还没有从事CFD求解器的工作；我只对物理学有一点了解。）
• 零马赫数公式是可以的（我不在乎冲击或超音速流动）
• 燃烧化学，忽略Soret和Dufour的通量，并将扩散视为Fickian
• 几何可以很简单

我可以编写接口代码，尽管我写的越少越好。@FrenchKheldar还指出Cantera具有Fortran和Python绑定。我现在使用Cantera Python绑定进行快速原型制作，因此我也对这些感到满意。

我是OpenFOAM的重度用户，因此自然推荐它。它具有大量功能，包括燃烧模型（尽管不一定精确地满足您的需求），并且已与Canterra一起被其他人使用。如果您需要尚未实现的特定方程的求解器，则可以按字面意义编写方程。我不知道什么是扼流圈分裂（我自己不从事燃烧工作），但是其他人在OpenFOAM中使用了它。

教程数量有限。用户指南中记录的化学物质不包含在内。您可以查看一些用于反应求解器的示例案例。最好的选择是访问 Chalmers 的OS-CFD 研究生课程网站（链接为2011年，但包含指向前几年页面的链接）。那里的学生经常记录他们正在研究的求解器，例如在这里。

关于学习它的努力：如果您使用一种预定义的模型，则使用起来非常简单，并且应该可以在几周内得到结果。如果您必须降到顶层以下（例如，添加一个新的ODE求解器），事情会变得非常困难，并且您会了解C ++的。

你可以使用PyClaw的平行延伸Clawpack（注：我的PyClaw的主要开发者之一）。它包括2D和3D解算器，用于求解理想气体的无粘性Euler方程（可压缩流量）。它还内置了Strang拆分，但是您需要自己添加对粘性项和化学性质的评估。与Chemkin和Cantera的接口应该很简单，因为PyClaw是用Python编写的，并且已经包括Fortran 77和C代码。

PyClaw是相对较新的（尽管底层的Clawpack代码相当老），因此不像OpenFOAM这样的东西就已经确立了。

NIST的Fire Dynamics Simulator（FDS）听起来像您想要的。FDS是低马赫数流量求解器。密度可以改变，但是可以忽略声学效果和震动。

FDS的文档相当齐全，但是，我承认我没有查看主流的求解器例程。我也不太了解FDS如何处理燃烧化学。

我建议从FDS的Google Code网站下载最新的代码。

那边有很多！

恕我直言，OpenFOAM是最好的，但是其他人在此链接上，

您可以使用硬件加速的开源高级仿真库（在高性能计算很重要的情况下）。它具有层流和湍流以及化学反应。它也易于使用，请参阅隧道基准中的机车空气动力学源代码。