本案例演示利用Fluent UDF处理温度相关的流体粘度问题。

1 问题描述

计算模型如图所示。

流体区域内的粘度与温度之间满足下面的函数关系：

式中，为流体温度，K；为流体的动力粘度，kg/(m-s)。

利用DEFINE_PROPERTY宏指定介质粘度。

2 准备UDF宏

根据函数表达式，写成下面的UDF代码：

#include "udf.h"
 
DEFINE_PROPERTY(user_vis, cell, thread)
{
  real temp, mu;
  temp = C_T(cell, thread);
  {
    if (temp > 288.)
      mu = 5.5e-3;
    else  if (temp >= 286.)
      mu = 143.2135 - 0.49725 * temp;
    else
      mu = 1.0;
  }
  return mu;
}

代码中，利用C_T宏获取当前网格的温度。

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user-vis.msh

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 Models设置

• 激活能量方程

• 采用层流计算

3.3 Materials设置

• 修改air的材料参数，如下图所示，注意指定材料的粘度为UDF。替换原来的介质air

3.4 边界条件

• 设置入口速度0.001 m/s

• 设置入口温度290 k

• 设置边界wall-2的温度为280 k

• 设置边界wall-3的温度为290 k

• 设置出口边界pressure-outlet-7的回流温度为290 k

3.5 求解计算

• 初始化计算

• 设置迭代300次并执行计算

3.6 计算结果

• 温度分布

• 粘度分布

• 改用恒定恒定粘度0.001进行计算，得到温度分布如下图所示

可以看到与变粘度条件下的计算结果存在较大差异。

相关文件下载：

国庆节就快要到了，先来点微课堂优惠券，有需求的道友可自行领取。