Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】

2017-07-05 by:CAE仿真在线来源:互联网

有人留言说UDF专题好多内容是翻译自帮助文档,事实的确是这样的。UDF本没有太多需要介绍的内容,各位学习UDF的朋友们要养成查UDF文档的好习惯,没事儿多看看C语言,多动手练习。编程技能还是要靠不断地练习和总结,程序代码也要靠不断地修改和优化。

从本期开始,UDF专题进入攻坚阶段。本期介绍UDF中的通用宏。

Fluent UDF提供了一些通用宏,用于控制Fluent在使用过程中的一些行为,一些比较常用的通用宏包括:

DEFINE_ADJUST:用于操纵变量
DEFINE_DELTAT:用于调整时间步长
DEFINE_EXECUTE_AT_END:在迭代完成后执行操作
DEFINE_EXECUTE_AT_EXIT:在Fluent关闭时执行操作
DEFINE_EXECUTE_FROM_GUI:实现在用户自定义界面中执行操作
DEFINE_EXECUTE_ON_LOADING:加载UDF时执行一些操作
DEFINE_EXECUTE_AFTER_CASE/DATA:读取Case文件后执行操作
DEFINE_INIT:初始化
DEFINE_ON_DEMAND:异步执行一些操作
DEFINE_REPORT_DEFINITION_FN:为用户定义的报告返回值
DEFINE_RW_FILE:读写文件
DEFINE_RW_HDF_FILE:读写HDF文件

DEFINE_ADJUST

可以利用DEFINE_ADJUST宏调整或控制一些不作为调用参数的变量。例如用户可以使用DEFINE_ADJUST修改流动参数(如速度、压力等),也可以计算某些标量在全域的积分量,甚至可以基于计算结果调整边界条件。DEFINE_ADJUST宏在每一个迭代步被执行,并且在每一个迭代中传输方程求解之前被调用。

宏形式:DEFINE_ADJUST(name , d)
宏参数:symbol name, Domain *d
返回值:无返回值
调用形式:解释或编译

下面是一个简单的案例,其利用DEFINE_ADJUST宏在每一步迭代过程中计算区域内的湍流耗散率,计算结果显示在console中。

#include "udf.h" DEFINE_ADJUST(my_adjust,d) { Thread *t; /* Integrate dissipation. */ real sum_diss=0.; cell_t c; thread_loop_c(t,d) { begin_c_loop(c,t) { sum_diss += C_D(c,t)* C_VOLUME(c,t); } end_c_loop(c,t) } printf("总耗散率: %g\n", sum_diss); }

DEFINE_ADJUST宏编译或解释后,可以通过User Defined标签页下的Function Hooks…工具按钮来加载。如下图所示。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训的效果图片1

选择此工具按钮后弹出UDF加载对话框,如下图所示。

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选择Adjust后的Edit…按钮,弹出Adjust Functions对话框,如下图所示,选择列表框中的宏,选择Add按钮将其从左侧列表框中加载至右侧列表框,点击OK按钮确认操作并关闭对话框。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训的效果图片3

这样,DEFINE_ADJUST宏就被被挂载到Fluent中,在每一次迭代时都会调用。

DEFINE_DELTAT

DEFINE_DELTAT宏主要用于在瞬态求解过程中控制时间步长。需要注意的是:此宏只能用于Time Stepping Method为Adaptive时。若为默认的Fixed,则会出错。如下图所示。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训的效果图片4

宏形式:DEFINE_DELTAT(name , d)
宏参数:symbol name, Domain *d
返回值:real
调用形式:解释或编译

如下例程为调整时间步长,当计算时间小于0.5s时,采用时间步长0.1s,其他时刻时间步长采用0.2。

#include "udf.h" DEFINE_DELTAT(mydeltat,d) { real time_step; real flow_time = CURRENT_TIME; if (flow_time < 0.5) time_step = 0.1; else time_step = 0.2; return time_step; }

解释或编译UDF后,此宏的加载方式为:

选择Run Calculation树形节点后,选择Time Stepping Method为Adaptive。
点选按钮Settings…,如下图所示。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训课程图片5

在弹出的设置对话框中,设置User-Defined Time Step为所编译的UDF,如下图所示。点击OK按钮挂载宏。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训课程图片6

DEFINE_ON_DEMAND

此宏由用户手动调用执行,而非Fluent自动调用。

宏形式:DEFINE_ON_DEMAND(name )
宏参数:symbol name
返回值:没有任何返回值
调用形式:解释或编译

此宏的参数中并无任何Fluent传入的数据,因此如果是获取计算域中的数据,则需要利用Get_Domain先获取对应区域的Domain结构。

例如下面的实例计算了一个温度函数:

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent培训课程图片7

并将值赋给UDM。

#include "udf.h" DEFINE_ON_DEMAND(on_demand_calc) { Domain *d; real tavg = 0.; real tmax = 0.; real tmin = 0.; real temp,volume,vol_tot; Thread *t; cell_t c; d = Get_Domain(1); thread_loop_c(t,d) { begin_c_loop(c,t) { volume = C_VOLUME(c,t); temp = C_T(c,t); if (temp < tmin || tmin == 0.) tmin = temp; if (temp > tmax || tmax == 0.) tmax = temp; vol_tot += volume; tavg += temp*volume; } end_c_loop(c,t) tavg /= vol_tot; begin_c_loop(c,t) { temp = C_T(c,t); C_UDMI(c,t,0) = (temp-tmin)/(tmax-tmin); } end_c_loop(c,t) } }

此宏编译或解释后,可通过User Defined标签页下按钮Execute on Demand…加载,如下图所示。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent分析案例图片8

加载UDF后如下图所示。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent分析案例图片9

DEFINE_RW_FILE

利用DEFINE_RW_FILE宏可以向case或data文件写入信息,或者从case和data文件中读取信息。

宏形式:DEFINE_RW_FILE(name,fp )
宏参数:symbol name, FILE fp
返回值:没有任何返回值
调用形式:解释或编译

在宏中可以利用fscanf函数读取文件中的信息,也可以利用fprintf函数向文件写入信息。如下例程可以向data文件中写入DEFINE_ADJUST宏调用的次数,同时从data文件中读取调用的次数。

#include "udf.h" int kount = 0; /* define global variable kount */ DEFINE_ADJUST(demo_calc,d) { kount++; printf("kount = %d\n",kount); } DEFINE_RW_FILE(writer,fp) { printf("Writing UDF data to data file...\n"); fprintf(fp,"%d",kount); /* write out kount to data file */ } DEFINE_RW_FILE(reader,fp) { printf("Reading UDF data from data file...\n"); fscanf(fp,"%d",&kount); /* read kount from data file */ }

此宏的加载与DEFINE_ADJUST宏相同,也在User-Defined Function Hooks对话框中。

Fluent UDF【16】：通用宏[1]【转发】fluent分析案例图片10