CFD求解器设计针对FreeCAD
背景与动机：SolidWorks不仅提供了FEM功能，还具备CFD功能。为了使FreeCAD拥有类似的功能，考虑在现有的Fem Workbench上添加CFD功能，并重用大部分基础设施。
CFD模拟需求：CFD模拟需要复杂的设置和专用的网格。在FreeCAD中，精确的模拟不是设计目标。对于严肃的研究，通常需要多次调整实验设置和将FreeCAD模型导入其他预处理工具进行网格划分。
文献回顾：OpenFoam是一个强大的免费开源CFD求解器，但缺少免费的GUI案例设置工具。它可以通过Cygwin在Windows上使用，也可以作为容器或Windows 10上的Ubuntu子系统运行。
路线图：当前FreeCAD FEM仅针对机械分析设计，求解器与分析对象紧密耦合，不是可插拔设计。计划通过重构工作使
JobControlTaskView可由CFD求解器重用。开发语言选择：Python或C++？Python可用于扩展
DocumentObject和ViewProvider的功能。然而，某些特定任务可能需要C++的性能。文档和Wiki：详细的文档和代码对开源项目的生存至关重要。计划首先在源代码和Git仓库中添加详细的文档和README.md，并在FreeCAD的Wiki上发布工作台。
CFD工作台设计
代码重用：从FEM工作台重用代码，如流体材料支持、FemMesh导出、VTK后处理管道等。
C++相关代码：直接提交到Fem模块，包括
FemSolverObject、FemConstraintFluidBoundary等抽象类和具体实现。Python工作台文件：包括
Init.py和InitGui.py来加载命令、添加菜单项和工具栏项等。CfdAnalysis.py、CfdTools.py等：用于创建分析、导出网格、执行特定求解器等。
创建FemSolverObject：需要抽象类来存储求解器设置、允许外部求解器插件、并支持在没有GUI的情况下工作。
CFD边界条件设置
FemConstraintFluidBoundary类设计：从
FemConstraint派生，支持入口、出口、壁面等不同类型的边界条件。添加边界条件类的步骤：包括添加DocumentObject、ViewProvider、TaskPanel和UI文件，以及更新CMakeLists.txt和资源文件。
Python中扩展FemSolverObject的示例
过程：通过Python扩展
FemSolverObject，添加对话框UI、设计TaskPanel等。代码示例：展示了如何创建OpenFOAM特定的求解器对象，并定义共享属性和OpenFOAM特定的属性。