1.7　UDF使用流程

這里以一個簡單的初始化案例來描述UDF的源代碼編寫、編譯及加載過程。通過此案例可以熟悉UDF的整個使用流程。

1.7.1　Fluent中的Patch

Fluent中提供了全局初始化以及局部Patch功能。對于整體區域的全局初始化可以采用starndard及hybrid方法進行初始化，指定各種物理量的初始分布。而對于計算域中的局部區域初始化，則可以通過Patch功能來實現。

在使用Patch方法時，首先需要對要進行Patch的區域進行標記。鼠標右鍵選擇樹性節點Solution > Cell Registers，點擊彈出菜單項New→Region...可彈出區域定義對話框（圖1-4）。

可以在彈出的對話框中設置幾何條件來標記（Mark）區域，如圖1-5所示。

此對話框中可定義的形狀類型在2D模型中只有三種：Quad、Circle或Cylinder。在3D模型中對應的是Hex、Sphere以及Cylinder。對于更復雜的形狀則無能為力，此時可以借助UDF來解決問題。

1.7.2　案例描述

如圖1-6所示的矩形區域為計算區域，其初始溫度為300K，計算模型尺寸如圖所示。

圖中橢圓部分為要進行初始化處理的區域，其初始溫度為500K。生成計算網格如圖1-7所示。

1.7.3　編寫UDF源文件

對于這種橢圓形區域的初始化，只能采用UDF來實現。利用DEFINE_INIT宏來實現這種區域的標記工作。

本案例中橢圓方程為：

因此可在文本編輯器中編寫UDF代碼如下：

#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;
     &ensp;      }
            else
            {
                C_T(c,t)=300;
            }
        }
        end_c_loop_all(c,t)
    }
}

1.7.4　解釋UDF

利用鼠標右鍵選擇模型樹節點User Defined Functions，點擊彈出菜單項Interpreted…（圖1-8），Fluent軟件會彈出UDF解釋對話框。

在彈出的對話框中，利用Browse…按鈕添加UDF源文件，點擊Interpret按鈕進行解釋，見圖1-9，待解釋完畢后可關閉對話框。

本案例也可以采用編譯的方式運行。

1.7.5　Hook UDF

UDF編譯完成后，需要將UDF加載到Fluent中。這部分工作可以通過相應的GUI來實現。 DEFINE_INIT宏需要在User Defined標簽頁下的Funcition Hooks…中進行加載，如圖1-10所示。

選擇此按鈕后打開UDF加載對話框，如圖1-11所示。選擇Initialization后方的Edit…按鈕，打開對話框。在對話框中選擇要加載的UDF宏，操作順序如圖1-12所示。

1.7.6　查看結果

在查看初始化結果之前，需要開啟相應的模型。由于本案例初始化的是溫度變量，所以必須首先開啟能量方程，如圖1-13所示。之后進行初始化，如圖1-14所示。初始化完畢后可以查看溫度云圖分布，見圖1-15。

可以看到橢圓形區域初始溫度設置為500K。 按同樣的道理，可以初始化任何形狀的區域，只要這些區域可以用數學函數來表達。