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Fluent UDF【16】:通用宏[1]

内容纲要

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

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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: %gn", 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。

选择此工具按钮后弹出UDF加载对话框,如下图所示。

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。

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

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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。

  • 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 MethodAdaptive

  • 点选按钮Settings…,如下图所示。

  • 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。

3

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:

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。

加载UDF后如下图所示。

4

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 = %dn",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。

下期结合案例具体讲这四个宏的用法。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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