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1.7 UDF使用流程
这里以一个简单的初始化案例来描述UDF的源代码编写、编译及加载过程。通过此案例可以熟悉UDF的整个使用流程。
1.7.1 Fluent中的Patch
Fluent中提供了全局初始化以及局部Patch功能。对于整体区域的全局初始化可以采用starndard及hybrid方法进行初始化,指定各种物理量的初始分布。而对于计算域中的局部区域初始化,则可以通过Patch功能来实现。
在使用Patch方法时,首先需要对要进行Patch的区域进行标记。鼠标右键选择树性节点Solution > Cell Registers,点击弹出菜单项New→Region...可弹出区域定义对话框(图1-4)。
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图1-4 创建区域
可以在弹出的对话框中设置几何条件来标记(Mark)区域,如图1-5所示。
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图1-5 区域定义对话框
此对话框中可定义的形状类型在2D模型中只有三种:Quad、Circle或Cylinder。在3D模型中对应的是Hex、Sphere以及Cylinder。对于更复杂的形状则无能为力,此时可以借助UDF来解决问题。
1.7.2 案例描述
如图1-6所示的矩形区域为计算区域,其初始温度为300K,计算模型尺寸如图所示。
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图1-6 几何模型
图中椭圆部分为要进行初始化处理的区域,其初始温度为500K。生成计算网格如图1-7所示。
注 意
在创建几何模型时,确保几何左下角为坐标原点,否则需要更改UDF程序中的椭圆中心坐标。
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图1-7 计算网格
1.7.3 编写UDF源文件
对于这种椭圆形区域的初始化,只能采用UDF来实现。利用DEFINE_INIT宏来实现这种区域的标记工作。
本案例中椭圆方程为:
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因此可在文本编辑器中编写UDF代码如下:
#include ”udf.h” DEFINE_INIT(domainInit,d) { cell_t c; Thread *t; real xc[ND_ND];  real x;   real y; thread_loop_c(t,d) { begin_c_loop_all(c,t) { C_CENTROID(xc,c,t); x = xc[0]; y = xc[1]; if(pow((x-0.05),2)/(0.03*0.03)+ pow(y-0.03,2)/pow(0.015,2)<1) { C_T(c,t) = 500;   } else { C_T(c,t)=300; } } end_c_loop_all(c,t) } }
1.7.4 解释UDF
利用鼠标右键选择模型树节点User Defined Functions,点击弹出菜单项Interpreted…(图1-8),Fluent软件会弹出UDF解释对话框。
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图1-8 编译UDF下拉菜单
在弹出的对话框中,利用Browse…按钮添加UDF源文件,点击Interpret按钮进行解释,见图1-9,待解释完毕后可关闭对话框。
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图1-9 编译UDF
本案例也可以采用编译的方式运行。
1.7.5 Hook UDF
UDF编译完成后,需要将UDF加载到Fluent中。这部分工作可以通过相应的GUI来实现。 DEFINE_INIT宏需要在User Defined标签页下的Funcition Hooks…中进行加载,如图1-10所示。

图1-10 加载UDF
选择此按钮后打开UDF加载对话框,如图1-11所示。选择Initialization后方的Edit…按钮,打开对话框。在对话框中选择要加载的UDF宏,操作顺序如图1-12所示。
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图1-11 UDF加载对话框
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图1-12 UDF选择
1.7.6 查看结果
在查看初始化结果之前,需要开启相应的模型。由于本案例初始化的是温度变量,所以必须首先开启能量方程,如图1-13所示。之后进行初始化,如图1-14所示。初始化完毕后可以查看温度云图分布,见图1-15。
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图1-13 开启能量方程
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图1-14 初始化计算
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图1-15 温度云图分布
可以看到椭圆形区域初始温度设置为500K。 按同样的道理,可以初始化任何形状的区域,只要这些区域可以用数学函数来表达。