5-1 FLUENT流体模拟-UDF-讲解解析
FLUENTUDF官方培训教程
FLUENTUDF官方培训教程一、引言FLUENTUDF（UserDefinedFunctions）是一种强大的功能，允许用户在FLUENT软件中自定义自己的函数，以满足特定的模拟需求。
为了帮助用户更好地了解和使用UDF功能，FLUENT官方提供了一系列培训教程，本教程将对其中的重点内容进行详细介绍。
二、UDF基础知识1.UDF概述UDF是FLUENT软件中的一种编程接口，允许用户自定义自己的函数，包括自定义物理模型、边界条件、求解器控制等。
UDF功能使得FLUENT软件具有很高的灵活性和扩展性，能够满足各种复杂流动问题的模拟需求。
2.UDF编程语言UDF使用C语言进行编程，因此，用户需要具备一定的C语言基础。
UDF编程遵循C语言的语法规则，但为了与FLUENT软件的求解器进行交互，UDF还提供了一些特定的宏和函数。
3.UDF编译与加载编写完UDF代码后，需要将其编译成动态库（DLL）文件，然后加载到FLUENT软件中。
编译和加载UDF的过程如下：（1）编写UDF代码，保存为.c文件；（2）使用FLUENT软件提供的编译器（如gfortran）将.c文件编译成.dll文件；（3）在FLUENT软件中加载编译好的.dll文件。
三、UDF编程实例1.自定义物理模型cinclude"udf.h"DEFINE_TURBULENCE_MODEL(my_k_epsilon_model,d,q){realrho=C_R(d,Q_REYNOLDS_AVERAGE);realmu=C_MU(d,Q_REYNOLDS_AVERAGE);realk=C_K(d,Q_KINETIC_ENERGY);realepsilon=C_EPSILON(d,Q_DISSIPATION_RATE);//自定义湍流模型计算过程}2.自定义边界条件cinclude"udf.h"DEFINE_PROFILE(uniform_velocity_profile,thread,position ){face_tf;realx[ND_ND];begin_f_loop(f,thread){F_CENTROID(x,f,thread);realvelocity_magnitude=10.0;//自定义速度大小realvelocity[ND_ND];velocity[0]=velocity_magnitude;velocity[1]=0.0;velocity[2]=0.0;F_PROFILE(f,thread,position)=velocity_magnitude;}end_f_loop(f,thread)}3.自定义求解器控制cinclude"udf.h"DEFINE_CG_SUBITERATION_BEGIN(my_cg_subiteration_begin,d ,q){realdt=0.01;//自定义时间步长DT(d)=dt;}四、总结本教程对FLUENTUDF官方培训教程进行了简要介绍，包括UDF 基础知识、编程实例等内容。
2024版年度ANSYSFLUENT培训教材UDF
THANKS
感谢观看
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后处理功能增强
UDF可以用于后处理过程中，提 取流场数据并进行自定义处理。
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编程环境与语言基础
编程环境
UDF的编写通常在ANSYS FLUENT提供的集成开发环境中进行，该环境支持C语言编程。
语言基础
UDF的编写需要具备一定的C语言基础，包括变量定义、控制结构、函数调用等方面的 知识。
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对比分析不同场景下性能表现
对比不同UDF之间的性能差异
通过对比不同UDF在同一场景下的性能表现，可以分析出各自的优势和不足，为后续的 优化和改进提供方向。
分析不同场景对UDF性能的影响
通过改变场景参数，如网格数量、时间步长等，可以分析出这些参数变化对UDF性能的 影响规律和趋势。
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多相流模拟
化学反应模拟
在多相流模拟中，UDF可以用于定义相间作 用力、相变过程等复杂现象。
对于涉及化学反应的流动问题，UDF可以用 于定义化学反应速率、物质输运等过程。
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UDF编程入门与实践
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准备工作与设置
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安装ANSYS Fluent软件，并确认软件版本与 UDF兼容性。
燃烧模拟
通过UDF定义燃烧反应中的化学动 力学模型，模拟燃烧过程中的温度 场、浓度场和流场分布，分析燃烧 效率和污染物排放等。
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拓展应用：多相流、化学反应等
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多相流模拟 通过UDF可以方便地定义多相流模型中的相间作用力、相 变等物理现象，模拟多相流体的混合、分离和传输过程。
化学反应模拟 UDF可以定义化学反应中的反应速率、反应热等参数，模 拟化学反应过程中的物质转化和能量传递现象。此外，还 可以模拟催化剂对化学反应的影响等。
fluent磁场力udf_概述说明以及解释
fluent磁场力udf 概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代科学和工程领域中，流体动力学的模拟和分析是复杂问题求解的重要手段之一。
FLUENT作为一种流体动力学软件，在各个领域得到了广泛应用，特别是在磁场力模拟方面。
本文将重点介绍FLUENT中的磁场力用户定义函数（UDF），包括其概述、作用原理以及使用方法。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对FLUENT磁场力UDF的论述：- 引言：对文章进行概述和背景介绍。
- fluent磁场力udf概述说明：介绍FLUENT软件和磁场力模拟的背景，并阐述UDF在其中的作用。
- fluent磁场力udf解释：详细说明UDF的基本原理、工作方式以及编写步骤与方法，并举例解释其在磁场力模拟中的应用。
- 结论：总结所做的研究成果，展望未来FLUENT磁场力UDF的发展方向。
1.3 目的本文旨在提供一个全面清晰的FLUENT磁场力UDF概述说明，使读者能够了解其基本原理和工作方式，并具备编写UDF的能力。
同时，通过举例解释UDF 在磁场力模拟中的应用，帮助读者更好地理解其在实际问题求解中的作用和价值。
最后，本文还将对FLUENT磁场力UDF的未来发展进行展望，为从事相关研究的人员提供一些启示和方向。
以上是关于“1. 引言”部分的详细内容阐述，请根据需要进行修改和补充。
2. fluent磁场力udf概述说明2.1 fluent简介Fluent是一种流体力学软件，在模拟各种物理现象和过程中具有广泛的应用。
它采用有限体积法对流体进行数值求解，并提供了丰富的物理模型和边界条件选项。
其强大的功能和灵活性使得在工业领域和科学研究中广泛使用。
2.2 磁场力模拟的背景在许多工程和科学领域中，涉及到磁场力的模拟和分析。
这些领域包括电动机设计、电磁传感器、电磁悬浮系统等等。
通过对磁场力的模拟，可以评估设计的效果，优化系统结构，预测设备性能等。
2.3 fluent中的UDF（用户定义函数）概述和作用Fluent提供了用户定义函数（User Defined Function, UDF）的功能，允许用户根据自己特定的需求自定义添加额外的计算功能。
FLUENT_UDF实例应用ppt课件
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#include “udf.h” DEFINE_PRO) {
face_t f; real x; real a=0.01; real g[ND_ND]; begin_f_loop(f,t) { F_CENTROID(g,f,t); x=g[0]; F_PRO)=a*x; } end_f_loop(f,t) }
begin_f_loop(f,thread_out)
{
F_AREA(A,f,thread_out);
sum_A+=NV_MAG(A);
sum_T_A+=NV_MAG(A)*F_T(f,
thread_out);
}
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end_f_loop(f,thread_out)
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对并行编程的展望
大部分单核可以运行的UDF在并行下可以完美运行，不过在一些情况下就 不行了，前面的综合编程就是一个很好的例子（Reading and Writing Sums,Certain Loops over cells and faces等情况）。然而现在大部分 PC机或者工作站都是多核，如何写好并行下的UDF是深入模拟领域的关 键。
型）
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3、举一反三 • DEFINE_PROFILE
• #include "udf.h“ DEFINE_PRO) {
real x[ND_ND]; real y; face_t f;
begin_f_loop(f,t) { F_CENTROID(x,f,t); y = x[1]; F_PRO) = 1.1e5 - y*y/(.0745*.0745)*0.1e5; } end_f_loop(f,t) }
2024版年度FluentUDF教程详细全面适合初学者
初学者CONTENTS •FluentUDF简介与背景•编程环境与工具准备•UDF基础知识讲解•Fluent中UDF应用实践•性能优化与调试技巧•拓展应用与前沿进展FluentUDF 简介与背景01FluentUDF（User-Defined Function）是用户自定义函数，允许用户扩展和定制Fluent软件的功能。
FluentUDF可以用于定义边界条件、材料属性、源项、输运方程等，以满足特定问题的需求。
通过FluentUDF，用户可以将自己的数学模型和算法集成到Fluent中，实现更高级别的模拟和分析。
010203 FluentUDF定义及作用Fluent计算流体力学基础Fluent是一款基于有限体积法的计算流体力学软件，用于模拟和分析流体流动、传热、化学反应等物理现象。
Fluent提供了丰富的物理模型、数值方法和求解器，可应用于多种领域，如航空、汽车、能源、生物等。
Fluent的计算流程包括前处理、求解和后处理三个阶段，其中前处理用于建立几何模型、划分网格和设置边界条件，求解用于进行数值计算，后处理用于结果可视化和数据分析。
UDF可以扩展Fluent的标准功能，使其能够处理更复杂的物理现象和数学模型。
UDF可以提高模拟的准确性和精度，通过自定义边界条件、源项等，更好地描述实际问题的特性。
UDF还可以加速模拟过程，通过优化算法和并行计算等技术，提高计算效率。
UDF在Fluent中重要性学习FluentUDF可以深入理解Fluent软件的内部机制和计算原理，有助于更好地掌握该软件。
通过学习FluentUDF，可以培养编程思维和解决问题的能力，为未来的科学研究和工程实践打下基础。
FluentUDF是Fluent的高级功能之一，掌握它可以提高求职竞争力，拓宽职业发展道路。
FluentUDF具有很强的实用性和通用性，掌握它可以为解决实际工程问题提供有力工具。
9字9字9字9字初学者为何选择学习FluentUDF编程环境与工具准备02Fluent软件安装与配置要求操作系统兼容性确保操作系统与Fluent软件版本兼容，如Windows、Linux等。
【流体数值模拟软件】Fluent基础讲义
Pressure inlet 给定流动入口的总压和其他标量 Pressure outlet 给定出口处的静压
Incompressible:
Velocity inlet 给定入口处的流速和其他标量 Outflow 对于出口处流速和压力不知道的情况
不能与pressure outlet一起用
湍流粘性系数法 Reynolds应力方程法
Large Eddy Simulation （only 3D）
CFD-FVM
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Spalart-Allmaras：一方程模型
不适于自由剪切流动、分离流动，多用于外流，如航空航天问题。准2D问 题，如翼型绕流
Standard -:
应用最为广泛的湍流模型，高Re数模型，不适于分离流动，
Compressible flows:
Mass flow inlet 规定入口的质量流量 Pressure far-field 无穷远处的自由流条件
也可读入autocad proE等cad软件生成的图形
CAD中创建的图形要输出为.sat文件，要满 足一定的条件。
对于二维图形来说，它必须是一个region，也就 是说要求是一个联通域。
对于三维图形而言，要求其是一个ASCI body
CFD-FVM
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由于各软件设置的最小识别尺寸不同， 导入后的几何体可能会出现：
对近壁和远场都适用，对剪切流动的处理不如Standard -
Reynolds Stress:
可以计算各向异性旋涡 ，难于收敛，适于计算弯曲流道、强的旋涡或旋转
CFD-FVM
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近壁处理及第一个网格的位置
-和RSM适用于离开壁面一定 距离的湍流区域
两种方法： 壁面函数法
Fluent中的UDF详细中文教程（7）
Fluent中的UDF详细中文教程（7）第七章 UDF的编译与链接编写好UDF件（详见第三章）后，接下来则准备编译（或链接）它。
在7.2或7.3节中指导将用户编写好的UDF如何解释、编译成为共享目标库的UDF。
_ 第 7.1 节: 介绍_ 第 7.2 节: 解释 UDF_ 第 7.3 节: 编译 UDF7.1 介绍解释的UDF和编译的UDF其源码产生途径及编译过程产生的结果代码是不同的。
编译后的UDF由C语言系统的编译器编译成本地目标码。
这一过程须在FLUENT运行前完成。
在FLUENT运行时会执行存放于共享库里的目标码，这一过程称为“动态装载”。
另一方面，解释的UDF被编译成与体系结构无关的中间代码或伪码。
这一代码调用时是在内部模拟器或解释器上运行。
与体系结构无关的代码牺牲了程序性能，但其UDF可易于共享在不同的结构体系之间，即操作系统和FLUENT版本中。
如果执行速度是所关心的，UDF 文件可以不用修改直接在编译模式里运行。
为了区别这种不同，在FLUENT中解释UDF和编译UDF的控制面板其形式是不同的。
解释UDF的控制面板里有个“Compile按钮”，当点击“Compile按钮”时会实时编译源码。
编译UDF的控制面板里有个“Open 按钮”，当点击“Open按钮” 时会“打开”或连接目标代码库运行FLUENT（此时在运行FLUENT之前需要编译好目标码）。
当FLUENT程序运行中链接一个已编译好的UDF库时，和该共享库相关的东西都被存放到case文件中。
因此，只要读取case文件，这个库会自动地链接到FLUENT处理过程。
同样地，一个已经经过解释的UDF文件在运行时刻被编译，用户自定义的C函数的名称与内容将会被存放到用户的case文件中。
只要读取这个case文件，这些函数会被自动编译。
注：已编译的UDF所用到的目标代码库必须适用于当前所使用的计算机体系结构、操作系统以及FLUENT软件的可执行版本。
FLUENT_UDF官方培训教程
FLUENT_UDF官方培训教程
必须原创
FLUENT UDF全称为Fluent User Defined Functions，是ANSYS Fluent有限元分析软件的一种高级应用技术，主要用于定制流体、多相流及热传导模拟中的特殊调整元件。
本文介绍如何使用FLUENT-UDF进行实际模拟的培训教程。
一、FLUENTUDF的概念
FLUENT UDF是一种定制的技术，它可以灵活地增强Fluent本身的模拟能力，并让用户能够自定义函数来调整流体、多相流及热传导模拟中的特殊参数。
FLUENT UDF是一种可以定义特殊参数和条件的技术，它可以让Fluent本身的模拟更加强大。
用户可以根据实际的需求自定义这些特殊参数，从而实现更加全面和精确的模拟。
二、FLUENTUDF的步骤
2.编写UDF函数：
UDF函数可以用C或Fortran语言编写，也可以用Fluent自带的UDFEasy编译器编写。
编写UDF函数的基本步骤是：
(1)编写UDF函数的声明，它在编译器的第一行声明，用于定义函数的相关参数；
(2)编写函数代码，用于计算流体及热传导的相关参数；
(3)编写函数的结束部分，使函数返回正确的值并运行成功。
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Fluid (cell thread or zone)
Cells Faces
为了在thread (zone)中获得数据，我们需要提供正确的指针，并 使用循环宏获得thread中的每个成员(cell or face)
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UDF 数据结构(2)
d: a domain pointer ct, t: a cell thread pointer ft,f_thread: a face thread pointer c: a cell thread variable f: a face thread variable
– 对面thread中所有面循环 begin_f_loop(f, f_thread) { … } end_f_loop(f, f_thread)
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例子 – 抛物线分布的速度入口
在二维弯管入口施加抛物线分布的速度 x 方向的速度定义为
需要通过宏获得入口的中心点， 通过另外一个宏赋予速度条件
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第1步 – 准备源代码
Source terms
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UDF 数据结构 (1)
在UDF中，体域和面域通过Thread数据类型获得 Thread 是 FLUENT 定义的数据类型
Domain Domain Cell Cell Thread Boundary (face thread or zone) face Thread
cell_t 声明了识别单元的整型数据类型 face_t声明了识别面的整型数据类型
Type Variable Meaning of the declaration
Domain Thread cell_t face_t Node
*d; *t; c; f; *node;
d is a pointer to domain thread t is a pointer to thread c is cell thread variable f is a face thread variable node is a pointer to a node.
▪ 三角函数，指数，控制块，Do循环，文件读入/输出等
• 预定义宏
▪ 允许获得流场变量，材料属性，单元几何信息及其他
为什么使用 UDFs?
– 标准的界面不能编程模拟所有需求:
• 定制边界条件，源项，反应速率，材料属性等 • 定制物理模型 • 用户提供的模型方程 • 调整函数 • 执行和需求函数 • 初始化
Fluid cell-thread (control-volume ensemble)
Boundary face-thread (boundary-face ensemble)
Nhread (internal-face ensemble) associated with cell-threads
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可以使用UDF的位置
Segregated Userdefined ADJUST PBCS DBCS
Initialize
Begin Loop
Solver? Source terms
Solve U-Momentum
Source terms
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UDF中的循环宏
几个经常用到的循环宏为:
– 对域d中所有单元thread循环: thread_loop_c(ct,d) { – 对域d中所有面thread循环: thread_loop_f(ft,d) { – 对thread t中所有单元循环： begin_c_loop(c, t) {…} end_c_loop (c,t) } }
计算流体力学软件Fluent培训
UDF基础
概要
FLUENT UDF简介
FLUENT 数据结构和宏 两个例子
UDF 支持
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简介
什么是UDF?
– UDF 是用户自己用C语言写的一个函数，可以和FLUENT动态链接
• 标准C 函数
Exit Loop
Check Convergence
Update Properties User-Defined Properties User-Defined BCs
Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s) Solve Other Transport Equations as required
Solve V-Momentum
Solve W-Momentum
User Defined INITIALIZE Repeat
Solve Mass & Momentum
Solve Mass, Momentum, Energy, Species
Source terms
Solve Mass Continuity; Update Velocity
DEFINE_PROFILE 宏允许定 义x_velocity函数 – 所有的UDFs 以 DEFINE_ 宏开始 – x_velocity 将在 GUI中 出现 – thread 和 nv DEFINE_PROFILE 宏的参 数， 分别用来识别域和变量 – begin_f_loop宏通过 thread指针，对所有的面f 循环 F_CENTROID宏赋单元位置向 量给 x[] F_PROFILE 宏在面 f上施加 速度分量 代码以文本文件保存 inlet_bc.c
Header file “udf.h” must be included at the top of the program by the #include command
#include "udf.h" DEFINE_PROFILE(x_velocity,thread,nv) { float x[3]; /* an array for the coordinates */ float y; face_t f; /* f is a face thread index */