Fluent UDF【5】：第一个UDF

这里以一个简单的初始化案例来描述UDF的使用过程。

0 Fluent中的Patch

Fluent中提供了全域初始化以及局部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，需要实现对要进行Patch的区域进行标记。选择Mark/Adapt Cells→Region...可弹出区域定义对话框。

可以在弹出的对话框中设置几何条件来Mark区域。

然而在此对话框中可定义的形状类型只有三种：Quad、Circle或Cylinder，在3D模型中对应的是Hex、Sphere以及Cylinder。对于更复杂的模型似乎无能为力。此时可以借助UDF来解决问题。

1 案例描述

如下图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。

图中红色部分为要进行初始化处理的椭圆区域，其初始温度为500K。

2 网格

网格如图所示。

3 编写UDF

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:
\[
\frac{(x-0.05)^2}{0.03^2}+\frac{(x-0.03)^2}{0.015^2} =1
\]
因此可编写UDF如下。

4 编译UDF

利用User Defined标签页下的Function→Compiled...，Fluent软件会弹出UDF编译对话框。

在弹出的对话框中利用Add...按钮添加UDF源文件，点击Build按钮进行编译，并点击按钮Load加载UDF。

本案例也可以采用解释的方式运行。

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。

选择此按钮后打开UDF加载对话框。

5 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。

之后进行初始化。

初始化完毕后可以查看温度云图分布，如下图所示。

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。

---

更多CFD资料可微信扫描下方二维码关注微信公众号。