文档介绍：第七章自定义函数
,概述
用户自定义函数(User-Defined Functions,即UDFs)可以提高FLUENT程序的标准计算功能。它是用C语言书写的,有两种执行方式:piled型。Interpreted型比较容易使用,但是可使用代码(C语言的函数等)piled型运行速度快,而且也没有代码使用范围的限制,但使用略为繁琐。
我们可以用UDFs来定义:
边界条件
源项
物性定义(除了比热外)
表面和体积反应速率
用户自定义标量输运方程
离散相模型(例如体积力,拉力,源项等)
代数滑流(algebraic slip)混合物模型(滑流速度和微粒尺寸)
变量初始化
壁面热流量
使用用户自定义标量后处理
边界条件UDFs能够产生依赖于时间,位移和流场变量相关的边界条件。例如,我们可以定义依赖于流动时间的x方向的速度入口,或定义依赖于位置的温度边界。边界条件剖面UDFs用宏DEFINE_PROFILE定义。。源项UDFs可以定义除了DO辐射模型之外的任意输运方程的源项。它用宏DEFINE_SOURCE定义。。物性UDFs可用来定义物质的物理性质,除了比热之外,其它物性参数都可以定义。例如,我们可以定义依赖于温度的粘性系数。它用宏DEFINE_PROPERTY定义,。反应速率UDFs用来定义表面或体积反应的反应速率,分别用宏DEFINE_SR_RATE和DEFINE_VR_RATE定义,。离散相模型用宏DEFINE_DPM定义相关参数,。UDFs还可以对任意用户自定义标量的输运方程进行初始化,定义壁面热流量,或计算存贮变量值(用用户自定义标量或用户自定义内存量)使之用于后处理。,, 。
UDFs有着广泛的应用,本文并不能一一叙述。如果在使用中遇到问题,可以联系FLUENT技术支部门要求帮助。,上面有FLUENT论坛,可进行相关询问和讨论。
书写UDFs的基本步骤
在使用UDFs处理FLUENT模型的过程中,我们一般按照下面五步进行:
概念上函数设计
使用C语言书写
编译调试C程序
执行UDF
分析与比较结果
第一步分析我们所处理的模型,目的是得到我们要书写的UDF的数学表达式。第二步将数学表达式转化成C语言源代码。第三步编译调试C语言源代码。第四步在FLUENT中执行UDF。最后一步,将所得到的结果与我们要求的进行比较,如果不满足要求,则需要重复上面的步骤,直到与我们期望的吻合为止。
piled型比较
Compiled UDFs执行的是机器语言,这和FLUENT本身运行的方式是一样
的。一个叫做Makefile的过程能够激活C编辑器,编译我们的C语言代码,从而建立一个目标代码库,目标代码库中包含有高级C语言的低级机器语言诠释。在运行的时候,一个叫做“dynamic loading”的过程将目标代码库与FLUENT连接。一旦连接之后,连接关系就会在case文件中与目标代码库一起保存,所以读入case文件时,FLUENT就会自动加载与目标代码库的连接。这些库的建立是基于特定计算机和特定FLUENT版本的,所以升级FLUENT版本后,就必须重新建立相应的库。
相反,Interpreted UDFs是在运行的时候直接装载编译C语言代码的。在这种情况下,生成的机器代码不依赖于计算机和FLUENT版本。编译后,函数信息将会保存在case文件中,所以读入case文件时,FLUENT也会自动加载相应的函数。Interpreted UDFs具有较强的可移植性,而且编译比较简单。对于简单的UDFs,如果对运行速度要求不高,一般就采用Interpreted型的。
下面列出的是两种UDFs的一些特性:
Interpreted UDFs
——独立于计算机结构;
——piled UDFs使用;
——不能与其它编译系统或用户库连接;
——只支持部分C语言,不能包含:goto语句,非ANSI-C语法,结构,联合,函数指针,函数数组等。
! Interpreted UDFs能够使用FLUENT提供的宏,间接引用存贮于FLUENT的变量,。
Compiled UDFs
——运行速度比Interpreted UDFs快;
——能够完全于C语言结合;
——能够用任何兼容ANSI-C的编辑器编译;
——对不同FLUENT版本(2D或3D)需要建立不同的共享库;
——不一定能够当作Interpreted UDFs使用。
我们在使用中首先要根据具体情况,明确使用哪种UDFs,然后才能进一步去实现,在使用中要注意上面