标准的FLUENT界面并不能满足每个用户的需要,而使用用户自定义函数(User DefinedFunction,UDF)可以定制FLUENT代码来满足用户的特殊需要。用户自定义函数是用户自编的程序,它可以被动态地连接到FLUENT求解器上,来提高求解器性能。UDF中可以使用标准C语言的库函数,或是FLUENT提供的预定义宏。通过预定义宏,可以实现从FLUENT求解中访问数据。编辑UDF代码有解释式(Interpreted)和编译式(Compiled)两种,即UDF使用时可以被当做解释函数或编译函数。
UDF的主要功能包括:
1)定制边界条件;定义材料属性;定义表面和体积反应率;定义FLUENT输运方程中的源项;用户自定义标量输运方程(UDS)中的源项扩散率函数等。
2)在每次迭代的基础上调节计算值。
3)方案的初始化以及后处理功能的改善。
4)FLUENT模型的改进(如离散项模型、多项混合物模型和离散发射辐射模型等)。
UDF可执行的任务主要包括:
1)返回值。
2)修改自变量。
3)修改FLUENT变量(不能作为自变量传递)。
4)写信息到(或读取信息从)case或data文件。
UDF是一个在C语言基础上扩展了FLUENT特定功能后的编程接口,用户可以借助UDF使用C语言编写扩展FLUENT的程序代码,然后动态加载到FLUENT环境中参与计算。编写UDF时需要明确以下要求:
1)UDF必须用C语言编写。
2)UDF中必须包含udf.h头文件(可用#include实现文件包含)。
3)UDF必须使用预定义宏和包含在编译过程中的FLUENT提供的其他函数来定义。
4)由UDF传递给FLUENT求解器的参数值或从求解器返回到UDF的参数值,均采用国际单位制。
UDF程序可以在任何C语言编辑器中编写、调试,然后保存为扩展名为.c的文件。在UDF程序中,其开头部分必须显式地包含udf.h文件,该文件存放在FLUENT的安装目录下,相关函数需通过DEFINE宏进行定义,例如:
DEFINE_PROFILE(Outlet_y_pressure,thread,index)
定义了一个名为Outlet_y_pressure的函数,thread和index是由FLUENT传递给该函数的两个参数,分别表示边界条件区域的代号和用于识别被存储的变量。在将UDF加载到FLUENT中后,它的名称(Outlet_y_pressure)就出现在相应的边界条件对话框(如压力出口对话框)中。
对FLUENT求解器的访问需要通过预定义宏进行。UDF使用国际单位制向FLUENT传递数值。
应用C语言编辑器编写好UDF程序后,用户可以采用下列两种方法运行UDF程序:
1)应用FLUENT支持的外部C语言编译器对程序进行编译和链接。(www.xing528.com)
2)直接作为解释型语言由FLUENT解释执行。
上述两种方式的程序结构和内容基本一致,唯一区别是可以调用的C语句不同,有些C语句在解释型程序中不能使用,如goto语句。编译型的UDF程序比解释型的UDF程序功能强大,但其占用的内存资源较多。解释型的程序也可以完全用来编译。一般来说,使用解释型的UDF程序就足够了。
下面给出了应用DEFINE_PROFILE宏定义的为求解器提供边界信息的代码:
DEFINE_PROFILE宏的第一个参数inlet_y_totalpressure,用来标示Pressure inlet对话框中的函数,该名称可由用户任意指定。
将所编辑的UDF源程序在FLUENT中运行,需要遵循以下基本步骤:
1)明确所求解的问题。
2)编写基于C程序语言的UDF源代码。
3)运行FLUENT,读入并设置文件。
4)将UDF源代码加载进解释器进行解释。
5)关联UDF与FLUENT。
6)求解计算。
7)对计算结果进行分析,与期望值进行比较。
DEFINE_PROFILE宏的第一个参数inlet_y_totalpressure,用来标示Pressure inlet对话框中的函数,该名称可由用户任意指定。
将所编辑的UDF源程序在FLUENT中运行,需要遵循以下基本步骤:
1)明确所求解的问题。
2)编写基于C程序语言的UDF源代码。
3)运行FLUENT,读入并设置文件。
4)将UDF源代码加载进解释器进行解释。
5)关联UDF与FLUENT。
6)求解计算。
7)对计算结果进行分析,与期望值进行比较。
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