用户自定义函数（UDF）

标准的FLUENT界面并不能满足每个用户的需要，而使用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（User Defined Function，UDF）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 UDF）和编译式UDF（Compiled UDF）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、离散发射辐射模型）。

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。在编写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）(www.xing528.com)

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）即出现在相应边界条件对话框（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。

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是基本一致的，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，例如，goto语句。编译型的UDF程序比解释型的UDF功能要强大，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。

作为示例，下面给出了应用DEFINE_PROFILE宏来定义的为求解器提供边界信息的代码：

在DEFINE_PROFILE宏的第一个参数inlet_y_totalpressure，用来标识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中进行运行，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。