发布时间 : 星期四 文章UDF的宏用法及相关算例更新完毕开始阅读6c9cff1c866fb84ae45c8df1
入射辐射边界条件：
能量方程源项：
在本例中，我们使用了用户自定义标量输运方程。首先需要在FLUENT中激活用户自定义标量输运方程: Define?Models?User-Defined Scalar…
关于用户自定义函数的具体说明可以参考相应章节。
/**************************************************************/ /* Implementation of the P1 model using user-defined scalars */
/**************************************************************/ #include \#include \#include \
/* Define which user-defined scalars to use. */ enum { P1,
N_REQUIRED_UDS， };
static real abs_coeff = 1.0; /* absorption coefficient */ static real scat_coeff = 0.0; /* scattering coefficient */
static real las_coeff = 0.0; /* linear-anisotropic scattering coefficient */ static real epsilon_w = 1.0; /* wall emissivity */ DEFINE_ADJUST(p1_adjust, domain) {
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/* Make sure there are enough user defined-scalars. */ if (n_uds < N_REQUIRED_UDS)
Internal_Error(\
}
DEFINE_SOURCE(energy_source, c, t, dS, eqn) {
dS[eqn] = -16.*abs_coeff*SIGMA_SBC*pow(C_T(c,t),3.);
return -abs_coeff*(4.*SIGMA_SBC*pow(C_T(c,t),4.) - C_UDSI(c,t,P1)); }
DEFINE_SOURCE(p1_source, c, t, dS, eqn) {
dS[eqn] = -abs_coeff;
return abs_coeff*(4.*SIGMA_SBC*pow(C_T(c,t),4.) - C_UDSI(c,t,P1)); }
DEFINE_DIFFUSIVITY(p1_diffusivity, c, t, i) {
return 1./(3.*abs_coeff + (3. - las_coeff)*scat_coeff); }
DEFINE_PROFILE(p1_bc, thread, position) {
face_t f;
real A[ND_ND],At;
real dG[ND_ND],dr0[ND_ND],es[ND_ND],ds,A_by_es; real aterm,alpha0,beta0,gamma0,Gsource,Ibw; real Ew = epsilon_w/(2.*(2. - epsilon_w)); Thread *t0=thread->t0;
/* Do nothing if areas aren't computed yet or not next to fluid. */ if (!Data_Valid_P() || !FLUID_THREAD_P(t0)) return; begin_f_loop (f,thread) {
cell_t c0 = F_C0(f,thread);
BOUNDARY_FACE_GEOMETRY(f,thread,A,ds,es,A_by_es,dr0); At = NV_MAG(A);
if (NULLP(T_STORAGE_R_NV(t0,SV_UDSI_G(P1)))) Gsource = 0.; /* if gradient not stored yet */ else
BOUNDARY_SECONDARY_GRADIENT_SOURCE(Gsource,SV_UDSI_G(P1), dG,es,A_by_es,1.);
gamma0 = C_UDSI_DIFF(c0,t0,P1); alpha0 = A_by_es/ds; beta0 = Gsource/alpha0; aterm = alpha0*gamma0/At;
Ibw = SIGMA_SBC*pow(WALL_TEMP_OUTER(f,thread),4.)/M_PI; /* Specify the radiative heat flux. */
F_PROFILE(f,thread,position) =aterm*Ew/(Ew + aterm)*(4.*M_PI*Ibw - C_UDSI(c0,t0,P1) + beta0); }
end_f_loop (f,thread) }
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函数DEFINE_ADJUST用于检验用户自定义标量输运方程是否已经激活。由于只有一个用户自定义输运方程，引用时为C_UDSI(cell,thread,0)，所以在前面枚举类型定义中使P1为零，这样就可以使用C_UDSI(cell,thread,P1)引用用户自定义的第一个标量输运方程求解的标量。
加入用户自定义输运方程之后，UDFs的函数p1_diffusivity可以在Materials面板选择，p1_source和energy_source可以在Fluid面板选择，p1_bc可以在相应的边界条件面板中选择。
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P1_source 中宏SIGMA_SB给出Stefan-Boltzmann常数，σ＝5.672×10W/mK；p1_bc中宏FLUID_THREAD_P(t0)检测当前的网格线是否属于流体区域；
BOUNDARY_FACE_GEOMETRY(f,thread,A,ds,es,A_by_es,dr0)计算网格和各面(face area,cell,face)的质心的坐标，以及网格和各面质心之间的距离；宏NULLP(T_STORAGE_R_NV(t0,SV_UDSI_G(P1)))用于检查用户自定义标量输运方程计算的标量梯度是否已经存在。 7.5.4 离散相模型
本节包含FLUENT离散相模型的三个UDFs，由于在每一步计算中都要使用这些UDFs，所以采用Compiled型以节约时间。本节的三个实例为：
1． 沿颗粒轨道的熔化指数（Melting Index） 2． 带电颗粒的磁场力 3． 颗粒拉力系数
7.5.4.1 沿颗粒轨道的熔化指数（Melting Index）
本例使用宏DPM_SCALAR_UPDATE定义的函数，计算沿颗粒轨道的熔化指数（Melting Index）：
meltingindex??t10?dt
宏DEFINE_INIT函数初始化颗粒变量，宏DPM_OUTPUT输出特定面上的熔化指数（Melting Index），宏NULL_P，((p) = =NULL)，检测参数是否为空值。
/***********************************************************************/ /* UDF for computing the melting index along a particle trajectory */
/***********************************************************************/ #include \#include \#include \static real viscosity_0;
DEFINE_INIT(melt_setup, domain) {
/* if memory for the particle variable titles has not been allocated yet, do it now */ if (NULLP(user_particle_vars)) Init_User_Particle_Vars(); /* now set the name and label */
strcpy(user_particle_vars[0].name,\strcpy(user_particle_vars[0].label,\}
/* update the user scalar variables */
DEFINE_DPM_SCALAR_UPDATE(melting_index, cell, thread, initialize, p) {
cphase_state_t *c = &(p->cphase); if (initialize) {
/* this is the initialization call, set:
* p->user[0] contains the melting index, initialize to 0
* viscosity_0 contains the viscosity at the start of a time step */ p->user[0] = 0.;
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viscosity_0 = c->mu;
} else {
/* use a trapezoidal rule to integrate the melting index */ p->user[0] += P_DT(p) * .5 * (1/viscosity_0 + 1/c->mu); /* save current fluid viscosity for start of next step */ viscosity_0 = c->mu; }
}
/* write melting index when sorting particles at surfaces */
DEFINE_DPM_OUTPUT(melting_output, header, fp, p, thread, plane) {
char name[100]; if (header) {
if (NNULLP(thread))
cxprintf(fp,\else
cxprintf(fp,\cxprintf(fp,\\
\} else {
sprintf(name,\cxprintf(fp,
\\p->state.pos[0], p->state.pos[1], p->state.pos[2], p->state.V[0], p->state.V[1], p->state.V[2],
p->state.diam, p->state.temp, p->flow_rate, p->state.time, p->user[0], name); } }
7.5.4.2 带电颗粒的磁场力
本例计算带电颗粒的磁场力。带电颗粒从上游进入层流流动的流体内，然后在t＝tstart时进入下游的磁场区域，做近似圆周运动（并不完全是圆周运动，因为颗粒所受的磁场力大小是变化的）。
宏P_TIME(p)给出颗粒在流场中运动的时间，p为指针，指向颗粒的轨道。C源程序给出如下。 /***********************************************************************/ /* UDF for computing the magnetic force on a charged particle */
/***********************************************************************/ #include \#include \
#define Q 1.0 /* particle electric charge */
#define BZ 3.0 /* z component of magnetic field */ #define TSTART 18.0 /* field applied at t = tstart */
/* Calculate magnetic force on charged particle. Magnetic */
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