udf宏的功能
fluent udf函数三维边界定义 -回复
fluent udf函数三维边界定义-回复如何使用Fluent 中的UDF 函数来定义三维边界？Fluent 是一种流体动力学软件，可用于模拟和分析各种流体流动问题。
它提供了丰富的用户定义函数（UDF）功能，使用户能够自定义边界条件和物理模型，以更准确地模拟不同的流体行为和流动情况。
在这篇文章中，我们将详细介绍如何使用Fluent 中的UDF 函数来定义三维边界条件。
第一步：了解三维边界条件的概念和作用三维边界条件是指在计算领域的边界上施加的条件，用于定义流体流动和传热的行为。
在Fluent 中，边界条件的定义涉及到属性和函数的设置。
通过使用UDF 函数，我们可以更灵活地定义边界条件，并模拟多种复杂的流动情况。
第二步：创建UDF 函数并设置边界条件在Fluent 中，我们可以使用UDF 宏定义来创建自定义的UDF 函数，并将其与边界条件相关联。
UDF 宏提供了一些函数和参数，可用于处理边界流动和传热的特定问题。
首先，我们需要在Fluent 中启用UDF 宏。
在Fluent 的图形用户界面中，选择“Define”> “User-Defined”> “Functions”，然后在“UDF Compiler”对话框中选择“Enable”来启用UDF 函数。
然后，在“Function”对话框中点击“Define”，进入UDF函数定义界面。
这里可以选择不同的宏定义，比如DEFINE_PROFILE 宏用于定义边界条件文件。
通过修改和编辑UDF 代码，我们可以创建适用于不同边界条件的自定义函数。
例如，在定义三维边界条件时，我们可以使用DEFINE_PROFILE 宏，并结合C 语言的数学函数和逻辑运算符来设置流体的速度、温度和压力等属性。
以速度为例，我们可以使用以下代码来定义一个平均速度为2 m/s 的三维边界条件：#include "udf.h"DEFINE_PROFILE(velocity_profile, thread, position){real x[ND_ND];face_t f;begin_f_loop(f, thread){F_CENTROID(x, f, thread);F_PROFILE(f, thread, position) = 2.0;}end_f_loop(f, thread)}这个UDF 函数将在指定边界上施加一个速度为2 m/s的边界条件。
UDF的宏用法及相关算例
7 自定义函数(UDF)7.1，概述用户自定义函数（User－Defined Functions，即UDFs）可以提高FLUENT程序的标准计算功能。
它是用C语言书写的，有两种执行方式：interpreted型和compiled型。
Interpreted型比较容易使用，但是可使用代码（C语言的函数等）和运行速度有限制。
Compiled型运行速度快，而且也没有代码使用范围的限制，但使用略为繁琐。
我们可以用UDFs来定义：a)边界条件b)源项c)物性定义（除了比热外）d)表面和体积反应速率e)用户自定义标量输运方程f)离散相模型（例如体积力，拉力，源项等）g)代数滑流（algebraic slip）混合物模型（滑流速度和微粒尺寸）h)变量初始化i)壁面热流量j)使用用户自定义标量后处理边界条件UDFs能够产生依赖于时间，位移和流场变量相关的边界条件。
例如，我们可以定义依赖于流动时间的x方向的速度入口，或定义依赖于位置的温度边界。
边界条件剖面UDFs用宏DEFINE_PROFILE定义。
有关例子可以在5.1和6.1中找到。
源项UDFs可以定义除了DO辐射模型之外的任意输运方程的源项。
它用宏DEFINE_SOURCE 定义。
有关例子在5.2和6.2中可以找到。
物性UDFs可用来定义物质的物理性质，除了比热之外，其它物性参数都可以定义。
例如，我们可以定义依赖于温度的粘性系数。
它用宏DEFINE_PROPERTY定义，相关例子在6.3中。
反应速率UDFs用来定义表面或体积反应的反应速率，分别用宏DEFINE_SR_RA TE和DEFINE_VR_RATE定义，例子见6.4。
离散相模型用宏DEFINE_DPM定义相关参数，见5.4。
UDFs还可以对任意用户自定义标量的输运方程进行初始化，定义壁面热流量，或计算存贮变量值（用用户自定义标量或用户自定义内存量）使之用于后处理。
相关的应用见于5.3，5.5，5.6和5.7。
UDF
1.1什么是UDF？UDF是一种可以被加载到fluent求解器中的函数，以提高源代码的功能。
比如，你可以使用UDF定义你的边界条件，材料属性和流型源项，以及自定义模型参数，初始化一种算法或增强后处理进程。
UDF可以在任何文本里用C语言编写，然后源代码保存格式为“e.g., myudf.c”。
一个源文件可以包含一个或多个UDF，或者你可以定义多个源文件。
关于C语言编程的一些基本资料见附录A。
UDF是被fluent Inc提供的宏定义进行定义。
它们使用附加的宏代码，使fluent具有数据访问和执行其他任务的功能。
每一个UDF必须在源代码文件的开头包含“#include "udf.h"”，使得宏定义和fluent的其他宏及功能可以在运行的过程中被包含。
含有UDF的源文件可以在fluent里进行解释或编译。
对于解释型UDF，在一个单一的运算进程中，源文件被解释后在运行时直接加载。
而对于编译型UDF，这个过程包含2个步骤。
需要首先建立一个共享的对象代码库，然后将其加载到fluent中。
一旦被解释或编译，UDF将会在fluent界面中可见并可选择，然后通过在相应的控制面板中选择函数名称被连接到求解器中。
1.2为什么使用UDF？UDF可以让你自定义fluent来满足你的特殊模型需要。
UDF可以在多个应用中使用，下面列举的就是一些例子。
●定义边界条件，材料属性，表面和体积反应速率，fluent输运方程的源项，UDS输运方程的源项，扩散系数函数等。
●一次迭代的计算值的调整。
●初始化一种算法。
●UDF的异步执行。
●在迭代结束后执行，退出fluent或者加载编译UDF库。
●增强后处理。
●增强现有的fluent模型。
1.3局限性虽然在FLUENT的UDF功能可以解决广泛的应用，但是不可能解决所有的应用。
并不是所有的计算变量或fluent模型可以使用UDF。
比如比热值就不能被定义，这将需要额外的求解能力。
5-1 FLUENT流体模拟-UDF-讲解
A Pera Global Company © PERA China
DEFINE 宏
DEFINE 宏的例子
DEFINE_ADJUST(name,domain); general purpose UDF called every iteration DEFINE_INIT(name,domain); UDF used to initialize field variables DEFINE_ON_DEMAND(name); an ‘execute-on-demand’ function DEFINE_RW_FILE(name,fp); customize reads/writes to case/data files DEFINE_PROFILE(name,thread,index); boundary profiles DEFINE_SOURCE(name,cell,thread,dS,index); equation source terms DEFINE_HEAT_FLUX(name,face,thread,c0,t0,cid,cir); heat flux DEFINE_PROPERTY(name,cell,thread); material properties DEFINE_DIFFUSIVITY(name,cell,thread,index); UDS and species diffusivities DEFINE_UDS_FLUX(name,face,thread,index); defines UDS flux terms DEFINE_UDS_UNSTEADY(name,cell,thread,index,apu,su); UDS transient terms DEFINE_SR_RATE(name,face,thread,r,mw,yi,rr); surface reaction rates DEFINE_VR_RATE(name,cell,thread,r,mw,yi,rr,rr_t); volumetric reaction rates DEFINE_SCAT_PHASE_FUNC(name,cell,face); scattering phase function for DOM DEFINE_DELTAT(name,domain); variable time step size for unsteady problems DEFINE_TURBULENT_VISCOSITY(name,cell,thread); calculates turbulent viscosity DEFINE_TURB_PREMIX_SOURCE(name,cell,thread,turbflamespeed,source);
用户自定义函数UDF中文详细讲解
局部变量
局部变量只用于单一的函数中。当函数调用
时，就被创建了，函数返回之后，这个变量 就不存在了，局部变量在函数内部（大括号 内 ） 声 明 。 在 下 面 的 例 子 中 ， mu_lam 和 temp是局部变量。
DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread) { real mu_lam; real temp = C_T(cell, thread); if (temp > 288.) mu_lam = 5.5e-3; else if (temp > 286.)
DEFINE_PROPERTY 返 回一个 udf.h 中指定的 real 数据类型。两个 real 变量 传入函数：通过函数计算 层 流 粘 度 mu_lam 的 值 ， 其是温度 C_T(cell,thread) 的函数。根据单元体温度， 计 算 出 mu_lam ， 在 函 数 结 尾 ， mu_lam 值 被 返 回 。
用户自定义函数UDF
中文讲解
用户自定义函数
用户自定义函数或UDF
是用户自编的程序它 可以被动态的连接到Fluent 求解器上来提高 求解器性能用户自定义函数用C 语言编写使 用DEFINE 宏来定义UDFs 中可使用标准C 语言的库函数也可使用预定义宏Fluent Inc.提 供通过这些预定义宏可以获得Fluent 求解器 得到的数据
边界条件 材料性质 表面与体积反应速率 输运方程源项 用户标量输运方程（UDS） 调节每次迭代值 初始化流场 异步执行 后处理改善 模型改进（离散项模型，多相混合物模型，辐 射模型等）
UDF举例
上壁面温度 绝 热 壁 面 温度： 315K 300K 绝 热 壁 面
UDF的宏用法及相关算例
7 自定义函数(UDF)7.1，概述用户自定义函数（User－Defined Functions，即UDFs）可以提高FLUENT程序的标准计算功能。
它是用C语言书写的，有两种执行方式：interpreted型和compiled型。
Interpreted型比较容易使用，但是可使用代码（C语言的函数等）和运行速度有限制。
Compiled型运行速度快，而且也没有代码使用范围的限制，但使用略为繁琐。
我们可以用UDFs来定义：a)边界条件b)源项c)物性定义（除了比热外）d)表面和体积反应速率e)用户自定义标量输运方程f)离散相模型（例如体积力，拉力，源项等）g)代数滑流（algebraic slip）混合物模型（滑流速度和微粒尺寸）h)变量初始化i)壁面热流量j)使用用户自定义标量后处理边界条件UDFs能够产生依赖于时间，位移和流场变量相关的边界条件。
例如，我们可以定义依赖于流动时间的x方向的速度入口，或定义依赖于位置的温度边界。
边界条件剖面UDFs用宏DEFINE_PROFILE定义。
有关例子可以在5.1和6.1中找到。
源项UDFs可以定义除了DO辐射模型之外的任意输运方程的源项。
它用宏DEFINE_SOURCE 定义。
有关例子在5.2和6.2中可以找到。
物性UDFs可用来定义物质的物理性质，除了比热之外，其它物性参数都可以定义。
例如，我们可以定义依赖于温度的粘性系数。
它用宏DEFINE_PROPERTY定义，相关例子在6.3中。
反应速率UDFs用来定义表面或体积反应的反应速率，分别用宏DEFINE_SR_RA TE和DEFINE_VR_RATE定义，例子见6.4。
离散相模型用宏DEFINE_DPM定义相关参数，见5.4。
UDFs还可以对任意用户自定义标量的输运方程进行初始化，定义壁面热流量，或计算存贮变量值（用用户自定义标量或用户自定义内存量）使之用于后处理。
相关的应用见于5.3，5.5，5.6和5.7。
UDF总结
UDF使用技巧1、查找相应的函数的时候，可以现在word里面找到相应的函数名字，然后依次去中文帮助文档、英文帮助文档和网页帮助文档，看看详细解释并找找是否有相应的例子。
2、打个比方来说，thread就是公路，连接的cell和face,cell和face就相当于公路上汽车停靠的站点，cell_t这个面向的是单元，而face_t面向的是边或者面（二维或三维）在fluent循环过程中，一般是用thread作线程检索，而cell或者face作检索过程中位置（相当于指示位置的参数）参数的指示3、对于UDF来说，积分就是做加法，把通过面上每个网格的质量流量相加4、cell和face的区别，什么时候用cell，什么时候用face？5、1. begin, end_c_loop macro is used for looping over all the cells in particular thread for serial processing.2. For parallel processing, the cells inside a partition can be categorized as interior and exterior cells.3. The macros begin, end_c_loop_int; begin, end_c_loop_ext and begin, end_c_loop_all are used for looping over interior, exterior and all the cells (in a partition) respectively.4. In parallel simulations, both begin, end_c_loop and begin, end_c_loop_all macros will do the same job.5. For faces the looping macro in parallel are begin, end_f_loop_int; begin, end_f_loop_ext and begin, end_f_loop for looping over interior, boundary and all faces respectively. For all practical purpose, the user need not separate the interior and boundary faces of a partition. Hence, begin, end_f_loop_int and begin, end_f_loop_ext macros are rarely used.实际问题1、DEFINE_UDS_UNSTEADY中的apu包括的函数是不是不包括当前时刻的变量，而su包含前一时刻的变量，所以用了C_STORAGE_R存储前一时刻的变量。
UDF使用指南-1
UDF有多种功能，如：定制边界条件，定义材料属性，定义表面和体积反应率，定义Fluent 输运方程中的源项，用户自定义标量输运方程UDS中的源项扩散率函数等。
一、UDF基础1、Fluent的求解次序了解fluent的求解过程有助于理解UDF的调用过程，确定在给定的任意时间内哪些数据是当前的和有效的。
对于不同的求解器，其求解次序是不一样的。
在分离式求解器求解过程中，用户定义的初始化函数（使用DEFINE_INIT定义的）在迭代循环开始之前执行。
然后迭代循环开始执行用户定义的调整函数（使用DEFINE_ADJUST定义的）。
接着，求解守恒方程，顺序是从动量方程和后来的压力修正方程到与特定计算相关的附加标量方程。
守恒方程之后，属性被更新（包含用户定义属性）。
这样，如果模型涉及气体定律，这时，密度将随更新的温度（和压力、物质质量分数）而被更新，进行收敛或者附加要求的迭代的检查、循环或者继续或者停止。
在耦合求解器求解过程中，用户定义的初始化函数（使用DEFINE_INIT定义的）在迭代循环开始之前执行；然后迭代循环开始执行用户定义的调整函数（使用DEFINE_ADJUST定义的）；接着，Fluent求解连续、动量和（适合的地方）能量的控制方程及相关的物质输运或矢量方程。
其余的求解步骤与分离式求解器相同。
2、Fluent网格拓扑①单元（cell）：区域被分割成的控制体积②单元中心（cell center）：Fluent中数据存储的地方③面（face）：单元（二维或三维）的边界④边（edge）：面（三维）的边界⑤节点（node）：网格点⑥单元线索（cell thread）：在其中分配了材料数据和源项的单元组⑦面线索（face thread）：在其中分配了边界数据的面组⑧节点线索（node thread）：节点组⑨区域（domain）：由网格定义的所有节点、面和单元线索的组合3、Fluent的数据类型在编写UDF时，除了可以使用C语言数据类型外，还可以直接使用Fluent指定的与求解器数据相关的数据类型。
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2.3. Model-Specific DEFINE MacrosThe DEFINE macros presented in this section are used to set parameters for a particular model in ANSYS Fluent. Table 2.2: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE Functions – Table 2.6: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE Functions MULTIPHASE ONLY provides a quick reference guide to the DEFINE macros, the functions they are used to define, and the dialog boxes where they are activated in ANSYS Fluent. Definitions of each DEFINE macro are listed in udf.h. For your convenience, they are listed in Appendix B.DEFINE_ANISOTROPIC_CONDUCTIVITYDEFINE_CHEM_STEPDEFINE_CPHIDEFINE_DIFFUSIVITYDEFINE_DOM_DIFFUSE_REFLECTIVITYDEFINE_DOM_SOURCEDEFINE_DOM_SPECULAR_REFLECTIVITYDEFINE_ECFM_SOURCEDEFINE_ECFM_SPARK_SOURCEDEFINE_EC_RATEDEFINE_EMISSIVITY_WEIGHTING_FACTORDEFINE_FLAMELET_PARAMETERSDEFINE_ZONE_MOTIONDEFINE_GRAY_BAND_ABS_COEFFDEFINE_HEAT_FLUXDEFINE_IGNITE_SOURCEDEFINE_NET_REACTION_RATEDEFINE_NOX_RATEDEFINE_PDF_TABLEDEFINE_PR_RATEDEFINE_PRANDTL UDFsDEFINE_PROFILEDEFINE_PROPERTY UDFsDEFINE_REACTING_CHANNEL_BCDEFINE_REACTING_CHANNEL_SOLVERDEFINE_SBES_BFDEFINE_SCAT_PHASE_FUNCDEFINE_SOLAR_INTENSITYDEFINE_SOLIDIFICATION_PARAMSDEFINE_SOOT_MASS_RATESDEFINE_SOOT_NUCLEATION_RATESDEFINE_SOOT_OXIDATION_RATEDEFINE_SOOT_PRECURSORDEFINE_SOURCEDEFINE_SOX_RATEDEFINE_SPARK_GEOM (R14.5 spark model)DEFINE_SPECIFIC_HEATDEFINE_SR_RATEDEFINE_THICKENED_FLAME_MODELDEFINE_TRANS UDFsDEFINE_TRANSIENT_PROFILEDEFINE_TURB_PREMIX_SOURCEDEFINE_TURB_SCHMIDT UDFDEFINE_TURBULENT_VISCOSITYDEFINE_VR_RATEDEFINE_WALL_FUNCTIONSDEFINE_WSGGM_ABS_COEFFTable 2.2: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE FunctionsFunction DEFINE Macro Dialog Box Activated In anisotropic thermal conductivity DEFINE_ANISOTROPIC_CONDUCTIVITY Create/Edit Materialsmixing constant DEFINE_CPHI User-Defined Function Hooks homogeneous net mass reaction rate forDEFINE_CHEM_STEP User-Defined Function Hooksall species, integrated over a time stepspecies mass or UDS diffusivity DEFINE_DIFFUSIVITY Create/Edit Materials diffusive reflectivity for discreteDEFINE_DOM_DIFFUSE_REFLECTIVITY User-Defined Function Hooks ordinates (DO) modelsource for DO model DEFINE_DOM_SOURCE User-Defined Function Hooks specular reflectivity for DO model DEFINE_DOM_SPECULAR_REFLECTIVITY User-Defined Function Hooks ECFM source DEFINE_ECFM_SOURCE User-Defined Function Hooks ECFM spark source DEFINE_ECFM_SPARK_SOURCE Set Spark Ignition electrochemical reaction rate DEFINE_EC_RATE User-Defined Function Hooks emissivity weighting factor for theDEFINE_EMISSIVITY_WEIGHTING_FACTOR User-Defined Function Hooks radiative transfer equation of the non-gray P-1 model and the non-gray DOmodelvariation of scalar dissipation, meanDEFINE_FLAMELET_PARAMETERS Species Modelmixture fraction grid, and meanprogress variable grid for flameletgenerationcell zone motion components in aDEFINE_ZONE_MOTION cell zone conditionmoving reference frame or movingmesh simulationgray band absorption coefficient for DODEFINE_GRAY_BAND_ABS_COEFF Create/Edit Materials modelweighted-sum-of-gray-gases modelDEFINE_WSGGM_ABS_COEFF Create/Edit Materials (WSGGM) absorption coefficientsoot absorption coefficient DEFINE_WSGGM_ABS_COEFF Create/Edit Materialswall heat flux DEFINE_HEAT_FLUX User-Defined Function Hooks ignition time source DEFINE_IGNITE_SOURCE User-Defined Function Hooks homogeneous net mass reaction rate forDEFINE_NET_REACTION_RATE User-Defined Function Hooks all speciesTable 2.3: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE Functions–ContinuedFunction DEFINE Macro Dialog Box Activated In NOx formation rates (for Thermal NOx,DEFINE_NOX_RATE NOx ModelPrompt NOx, Fuel NOx, and OPathways) and upper limit fortemperature PDFPDF lookup table DEFINE_PDF_TABLE User-Defined Function Hooks particle surface reaction rate DEFINE_PR_RATE User-Defined Function Hooks Prandtl numbers DEFINE_PRANDTL Viscous Modelspecies mass fraction DEFINE_PROFILE boundary condition (for example,Velocity Inlet)velocity at a boundary DEFINE_PROFILE boundary conditionpressure at a boundary DEFINE_PROFILE boundary condition temperature at a boundary DEFINE_PROFILE boundary conditionmass flux at a boundary DEFINE_PROFILE boundary conditiontarget mass flow rate for pressure outlet DEFINE_PROFILE Pressure Outletturbulence kinetic energy DEFINE_PROFILE boundary condition (for example,Velocity Inlet)turbulence dissipation rate DEFINE_PROFILE boundary conditionspecific dissipation rate DEFINE_PROFILE boundary conditionporosity DEFINE_PROFILE boundary conditionviscous resistance DEFINE_PROFILE boundary conditioninertial resistance DEFINE_PROFILE boundary conditionporous resistance direction vector DEFINE_PROFILE boundary conditionuser-defined scalar boundary value DEFINE_PROFILE boundary conditioninternal emissivity DEFINE_PROFILE boundary conditionTable 2.4: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE Functions–ContinuedFunction DEFINE Macro Dialog Box Activated In wall thermal conditions (heat flux, heatDEFINE_PROFILE boundary condition generation rate, temperature, heattransfer coefficient, external emissivity,external radiation and free streamtemperature)shell layer heat generation rate DEFINE_PROFILE Shell Conduction Layerswall radiation (internal emissivity,DEFINE_PROFILE boundary condition irradiation)wall momentum (shear stress x, y, zDEFINE_PROFILE boundary condition components swirl component, movingwall velocity components, roughnessheight, roughness constant)wall species mass fractions DEFINE_PROFILE boundary conditionwall user-defined scalar boundary value DEFINE_PROFILE boundary conditionwall discrete phase boundary value DEFINE_PROFILE boundary conditiondensity (as function of temperature)DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials density (as function of pressure forDEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials compressible liquids)viscosity DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materialsmass diffusivity DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials thermal conductivity DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials thermal diffusion coefficient DEFINE_PROPERTY Create/Edit MaterialsTable 2.5: Quick Reference Guide for Model-Specific DEFINE Functions–ContinuedFunction DEFINE Macro Dialog Box Activated In absorption coefficient DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials scattering coefficient DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials laminar flame speed DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materialsrate of strain DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials speed of sound function DEFINE_PROPERTY Create/Edit Materialsuser-defined mixing law for mixtureDEFINE_PROPERTY Create/Edit Materials materials (density viscosity, thermalconductivity)reacting channel inlet boundaryDEFINE_REACTING_CHANNEL_BC Reacting Channel Model conditionsreacting channel solver DEFINE_REACTING_CHANNEL_SOLVER User-Defined Function Hooks blending function for the Stress-BlendedDEFINE_SBES_BF Viscous ModelEddy Simulation (SBES) modelscattering phase function DEFINE_SCAT_PHASE_FUNC Create/Edit Materialssolar intensity DEFINE_SOLAR_INTENSITY Radiation Modelback diffusion DEFINE_SOLIDIFICATION_PARAMS Solidification and Melting mushy zone DEFINE_SOLIDIFICATION_PARAMS Solidification and Melting soot nucleation, surface growth, andDEFINE_SOOT_MASS_RATES Soot Modeloxidation rates for soot mass fractionequationsoot nucleation and coagulation rates forDEFINE_SOOT_NUCLEATION_RATES Soot Modelsoot nuclei equationsoot oxidation rate DEFINE_SOOT_OXIDATION_RATE Soot Modelsoot precursor DEFINE_SOOT_PRECURSOR Soot Modelmass source DEFINE_SOURCE cell zone condition momentum source DEFINE_SOURCE cell zone conditionenergy source DEFINE_SOURCE cell zone condition。