2024年FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程(多場合應(yīng)用)

FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程(多場合應(yīng)用)FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程(多場合應(yīng)用)/FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程(多場合應(yīng)用)FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程(多場合應(yīng)用)FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程一、引言FLUENTUDF（UserDefinedFunctions）是一種強(qiáng)大的功能，允許用戶在FLUENT軟件中自定義自己的函數(shù)，以滿足特定的模擬需求。為了幫助用戶更好地了解和使用UDF功能，F(xiàn)LUENT官方提供了一系列培訓(xùn)教程，本教程將對(duì)其中的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。二、UDF基礎(chǔ)知識(shí)1.UDF概述UDF是FLUENT軟件中的一種編程接口，允許用戶自定義自己的函數(shù)，包括自定義物理模型、邊界條件、求解器控制等。UDF功能使得FLUENT軟件具有很高的靈活性和擴(kuò)展性，能夠滿足各種復(fù)雜流動(dòng)問題的模擬需求。2.UDF編程語言UDF使用C語言進(jìn)行編程，因此，用戶需要具備一定的C語言基礎(chǔ)。UDF編程遵循C語言的語法規(guī)則，但為了與FLUENT軟件的求解器進(jìn)行交互，UDF還提供了一些特定的宏和函數(shù)。3.UDF編譯與加載編寫完UDF代碼后，需要將其編譯成動(dòng)態(tài)庫（DLL）文件，然后加載到FLUENT軟件中。編譯和加載UDF的過程如下：（1）編寫UDF代碼，保存為.c文件；（2）使用FLUENT軟件提供的編譯器（如gfortran）將.c文件編譯成.dll文件；（3）在FLUENT軟件中加載編譯好的.dll文件。三、UDF編程實(shí)例1.自定義物理模型cinclude"udf.h"DEFINE_TURBULENCE_MODEL(my_k_epsilon_model,d,q){realrho=C_R(d,Q_REYNOLDS_AVERAGE);realmu=C_MU(d,Q_REYNOLDS_AVERAGE);realk=C_K(d,Q_KINETIC_ENERGY);realepsilon=C_EPSILON(d,Q_DISSIPATION_RATE);//自定義湍流模型計(jì)算過程}2.自定義邊界條件cinclude"udf.h"DEFINE_PROFILE(uniform_velocity_profile,thread,position){face_tf;realx[ND_ND];begin_f_loop(f,thread){F_CENTROID(x,f,thread);realvelocity_magnitude=10.0;//自定義速度大小realvelocity[ND_ND];velocity[0]=velocity_magnitude;velocity[1]=0.0;velocity[2]=0.0;F_PROFILE(f,thread,position)=velocity_magnitude;}end_f_loop(f,thread)}3.自定義求解器控制cinclude"udf.h"DEFINE_CG_SUBITERATION_BEGIN(my_cg_subiteration_begin,d,q){realdt=0.01;//自定義時(shí)間步長DT(d)=dt;}四、總結(jié)本教程對(duì)FLUENTUDF官方培訓(xùn)教程進(jìn)行了簡要介紹，包括UDF基礎(chǔ)知識(shí)、編程實(shí)例等內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)本教程，用戶可以更好地了解和使用FLUENTUDF功能，以滿足特定的模擬需求。然而，UDF編程具有很高的靈活性和復(fù)雜性，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，用戶還需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高編程能力。重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)節(jié)：自定義邊界條件在FLUENTUDF編程中，自定義邊界條件是一個(gè)非常重要的功能。通過編寫UDF代碼，用戶可以定義復(fù)雜的邊界條件，以滿足特定的模擬需求。在本教程中，我們將重點(diǎn)介紹如何使用UDF自定義邊界條件。自定義邊界條件的UDF函數(shù)通常使用DEFINE_PROFILE宏來定義。DEFINE_PROFILE宏用于定義一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)在每個(gè)邊界上執(zhí)行，并為邊界上的每個(gè)位置計(jì)算一個(gè)值。在自定義邊界條件時(shí)，我們需要指定函數(shù)的名稱、線程標(biāo)識(shí)符、位置標(biāo)識(shí)符以及函數(shù)體。cinclude"udf.h"DEFINE_PROFILE(uniform_velocity_profile,thread,position){face_tf;realx[ND_ND];begin_f_loop(f,thread){F_CENTROID(x,f,thread);realvelocity_magnitude=10.0;//自定義速度大小realvelocity[ND_ND];velocity[0]=velocity_magnitude;velocity[1]=0.0;velocity[2]=0.0;F_PROFILE(f,thread,position)=velocity_magnitude;}end_f_loop(f,thread)}在這個(gè)示例中，我們定義了一個(gè)名為uniform_velocity_profile的函數(shù)，該函數(shù)用于設(shè)置速度入口邊界條件。函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是線程標(biāo)識(shí)符，第二個(gè)參數(shù)是位置標(biāo)識(shí)符。在函數(shù)體中，我們定義了一個(gè)face_t類型的變量f，用于存儲(chǔ)當(dāng)前處理的邊界面的標(biāo)識(shí)符。然后，我們定義了一個(gè)real類型的數(shù)組x，用于存儲(chǔ)邊界面的質(zhì)心坐標(biāo)。接下來，我們使用begin_f_loop宏開始對(duì)邊界面上的每個(gè)面進(jìn)行循環(huán)。在循環(huán)體中，我們計(jì)算邊界面的質(zhì)心坐標(biāo)，并將其存儲(chǔ)在數(shù)組x中。然后，我們定義了一個(gè)real類型的變量velocity_magnitude，用于存儲(chǔ)自定義的速度大小。接著，我們定義了一個(gè)real類型的數(shù)組velocity，用于存儲(chǔ)自定義的速度向量。在這個(gè)示例中，我們設(shè)置速度向量的x分量為velocity_magnitude，y和z分量為0.0。我們使用F_PROFILE宏將計(jì)算得到的速度大小賦值給邊界面上的每個(gè)位置。在自定義邊界條件時(shí)，我們還可以使用其他UDF宏和函數(shù)來獲取和設(shè)置邊界條件。例如，我們可以使用C_U、C_V和C_W宏來獲取邊界上的速度分量，使用C_P宏來獲取邊界上的壓力，使用C_T宏來獲取邊界上的溫度等。我們還可以使用C_UDMI宏來獲取用戶定義的邊界條件參數(shù)。除了DEFINE_PROFILE宏外，F(xiàn)LUENTUDF還提供了其他宏來定義不同類型的邊界條件。例如，DEFINE_BC宏用于定義邊界條件，DEFINE_ADJUST宏用于調(diào)整邊界條件，DEFINE_SOURCE宏用于定義源項(xiàng)等。用戶可以根據(jù)需要選擇合適的宏來定義自己的邊界條件?？偨Y(jié)起來，自定義邊界條件是FLUENTUDF編程中的一個(gè)重要功能。通過編寫UDF代碼，用戶可以定義復(fù)雜的邊界條件，以滿足特定的模擬需求。在自定義邊界條件時(shí)，我們需要使用合適的UDF宏和函數(shù)來獲取和設(shè)置邊界條件，并確保邊界條件在模擬過程中正確應(yīng)用。1.邊界條件的類型：FLUENT支持多種類型的邊界條件，包括速度入口、壓力出口、壁面、對(duì)稱平面等。在編寫UDF代碼時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際問題的需求選擇合適的邊界條件類型。2.邊界條件的應(yīng)用：在FLUENT中，邊界條件是作用在邊界上的，因此在編寫UDF代碼時(shí)，需要確保邊界條件正確地應(yīng)用在指定的邊界上。這通常涉及到對(duì)邊界面的循環(huán)和對(duì)邊界條件的賦值。3.邊界條件的參數(shù)：在自定義邊界條件時(shí)，可能需要設(shè)置一些參數(shù)，如速度大小、溫度、濃度等。這些參數(shù)可以在UDF代碼中直接指定，也可以通過FLUENT的用戶界面進(jìn)行設(shè)置。4.邊界條件的更新：在某些情況下，邊界條件可能需要隨時(shí)間或計(jì)算迭代的變化而變化。例如，在非定常模擬中，速度入口的速度大小可能隨時(shí)間變化。在這種情況下，需要編寫相應(yīng)的UDF代碼來更新邊界條件。5.邊界條件的驗(yàn)證：在自定義邊界條件后，需要對(duì)邊界條件進(jìn)行驗(yàn)證，確保邊界條件正確地應(yīng)用在邊界上，并且對(duì)模擬結(jié)果沒有負(fù)面影響。這可以通過檢查邊界條件的設(shè)置和觀察模擬結(jié)果來進(jìn)行。cinclude"udf.h"DEFINE_PROFILE(temperature_profile,thread,position){face_tf;realx[ND_ND];begin_f_loop(f,thread){F_CENTROID(x,f,thread);realtemperature=300.0;//自定義溫度F_PROFILE(f,thread,position)=temperature;}end_f_loop(f,thread)}在這個(gè)示例中，我們定義了一個(gè)名為temperature_profile的函數(shù)，該函數(shù)用于設(shè)置溫度入口邊界條件。函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是線程標(biāo)識(shí)符，第二個(gè)參數(shù)是位置標(biāo)識(shí)符。在函數(shù)體中，我們定義了一個(gè)face_t類型的變量f，用于存儲(chǔ)當(dāng)前處理的邊界面的標(biāo)識(shí)符。然后，我們定義了一個(gè)real類型的數(shù)組x，用于存儲(chǔ)邊界面的質(zhì)心坐標(biāo)。接下來，我們使用begin_f_loop宏開始對(duì)邊界面上的每個(gè)面進(jìn)行循環(huán)。在循環(huán)體中，我們計(jì)算邊界面的質(zhì)心坐標(biāo)，并將其存儲(chǔ)在數(shù)組x中。然后，我們定義了一個(gè)real類型的變量temperature，用于存儲(chǔ)自定義的溫度值。我