本案例演示利用Fluent UDF模拟多孔介质区域。

1 计算模型

计算模型如图所示。

计算区域中包含一个多孔介质区域，利用UDF为该区域指定动量源以模拟多孔介质。多孔区域X方向的动量源项表示为：

其中C为常数，C=100。

注：

本案例不采用Fluent中的多孔介质模型。模型中的C是由实验测试拟合得到的。

”

2 准备UDF

利用DEFINE_SOURCE宏指定源项。Fluent采用以下方式对源项进行线性化：

式中*上标表示的是上一次迭代的值。B项（称为dS[eqn]）需要在UDF中明确指定，的值利用UDF进行返回。

对于本案例中的源项，B可以表示为：

写成UDF代码如下图所示。

#include "udf.h"
DEFINE_SOURCE(xmom_source, cell, thread, dS, eqn)
{
	const real c2=100.0;
	real x[ND_ND];
	real con, source;

	C_CENTROID(x, cell, thread);
	con = c2*0.5*C_R(cell, thread)*x[1];
	source = - con*fabs(C_U(cell, thread))*C_U(cell, thread);
	dS[eqn] = - 2.*con*fabs(C_U(cell, thread));
	  
	return source;
}

代码中：

• 利用C_CENTROID宏得到网格单元的坐标值。动量源表达式中需要利用到y坐标值
• 利用C_R宏得到密度；利用C_U宏得到x方向速度
• 需要返回source表达式，且在源代码中明确指定dS[eqn]的计算方式

3 Fluent设置

• 以2D、Double Precision模式启动Fluent
• 利用菜单File → Read → Mesh… 读取计算网格porous_plug.msh.gz

3.1 编译UDF

• 右键选择模型树节点User Defined Functions，点击菜单项Compiled… 打开文件设置对话框

• 如下图所示编译UDF并加载UDF

3.2 设置区域

• 打开fluid-2区域设置对话框，激活选项Source Terms，点击X Momentum右侧Edit… 按钮

• 设置源项为udf xmom_source::libudf，如下图所示

3.3 边界条件设置

• 指定入口边界速度为1 m/s

• 指定出口为压力出口，静压为0 Pa

3.4 初始化

• 进行初始化计算

3.5 计算

• 设置迭代计算参数并进行计算

3.6 计算结果

• 压力分布如下图所示，可以看到多孔介质参数对流动起到了阻塞作用

• 速度分布如下图所示

• 速度矢量分布如下图所示

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