1. 材料屬性的設置

有兩種方式可以自定義材料的屬性參數(shù)，第一種材料下拉框選擇，第二種UDF自定義函數(shù)。

我們這次主要介紹第二種方式，通過UDF的方式自定義材料屬性。之前有兩篇文章介紹過UDF的基礎和UDF DEFINE _PROFILE宏

自定義材料屬性的define宏主要是DEFINE_PROPERTY，除此之外如果需要定義擴散系數(shù)，還需要使用DEFINE_DIFFUSIVITY宏。

擴散系數(shù)一般是打開組分輸運方程，或者使用UDS才需要定義。

2. DEFINE_PROPERTY宏的用法

我們詳細說說DEFINE_PROPERTY宏的使用，同時給出幾個例子

2.1 物性參數(shù)

DEFINE_PROPERTY宏可以定義的物性參數(shù)如下：

? density (as a function of temperature)：密度

? viscosity：粘度

? thermal conductivity：導熱系數(shù)

? absorption and scattering coefficients：吸收系數(shù)和散射系數(shù)

? laminar flame speed：層流火焰速度

? rate of strain：應變率

? frictional modulus (Eulerian model)：摩擦模量

? elasticity modulus (Eulerian model)：彈性模量

? heat transfer coefficient (Mixture model)：傳熱系數(shù)

? particle or droplet diameter (Mixture model)：液滴直徑

······················

注：

a. DEFINE_PROPERTY宏可定義大多數(shù)的物性參數(shù)，上面只是列舉出一部分。當需要定義物性參數(shù)時，首選DEFINE_PROPERTY宏

b. 擴散系數(shù)需要使用DEFINE_DIFFUSIVITY宏定義

c. 比熱容需要使用DEFINE_SPECIFIC_HEAT宏定義

2.2 DEFINE_PROPERTY的用法

DEFINE_PROPERTY (name, c, t)

name：udf的名字，隨便起，只要符合c語言變量命名規(guī)則即可。比如Ergouzi，xiaoerhua。建議取表示物性的單詞作為名字density、viscosity等

c：網格變量cell，返回網格的編號值。其實就是一個整數(shù)，看過Fluent UDF為所欲為的后門這篇文章的應該印象深刻些

t：線程thread，是一個結構體，包含一些列cell、face等。

返回值return：real類型，返回物性參數(shù)值

注：

a. c和t都是這個宏從fluent中取出來給用戶使用的，不需要任何的定義，直接可以使用c和t

b. 由于DEFINE_PROPERTY 宏已經給用戶傳遞了c和t，因此使用這個宏不需要遍歷thread，也不需要遍歷網格。也就是說不需要使用loop宏，直接對c進行操作即可。

c. 與之相對的，如DEFINE_ADJUST宏，沒有傳遞c和t，因此必須要先遍歷thread或者查找thread，然后再遍歷網格。

3. DEFINE_PROPERTY示例

3.1 粘度定義

定義粘度viscosity，當溫度大于288K，粘度等于5.5e-3；當溫度小于286K，粘度等于1.0；否則粘度等于溫度T的函數(shù)。

UDF代碼如下:

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity,c,t)

{

????real mu_lam;

????real temp = C_T(c,t);

????if (temp > 288.)

????????mu_lam = 5.5e-3;

????else if (temp > 286.)

????????mu_lam = 143.2135 - 0.49725 * temp;

????else

????????mu_lam = 1.;

????return mu_lam;

}

解釋一下：

real mu_lam;

//聲明了一個real變量，其實就是c語言的float類型，只不過real可以自動改變單精度還是雙精度。mu_lam是變量名稱，可隨意命名。

real temp = C_T(c,t);

//聲明了一個real變量，并且賦值。temp即變量名，使用C_T宏給其賦值。

//C_T宏用于獲取網格溫度，括號中的c和t即是DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity,c,t)中的c和t。兩者必須一致，要改都改。

if (temp > 288.)

? ? ?mu_lam = 5.5e-3;

else if (temp > 286.)

? ? ?mu_lam = 143.2135 - 0.49725 * temp;

else

? ? ?mu_lam = 1.;

//if else語句，根據溫度值來確定粘度值。288.為什么要加一個點，如果不加點則表示整型，加點表示浮點型，其實就是288.0。如果不是整型，即使是整數(shù)最好也要寫成小數(shù)形式，否則會出現(xiàn)一些很難察覺到的錯誤。

return mu_lam;

//返回mu_lam值，這個值會自動傳遞給Fluent的物性參數(shù)，對于DEFINE_PROPERTY宏，必須要有返回值，返回就是自己設置的物性參數(shù)。

3.2 表面張力系數(shù)定義

表面張力系數(shù)定義為溫度的函數(shù)，sur_ten=1.35 - 0.004*T + 5.0e-6*T*T

UDF代碼如下：

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(sfc,c,t)

{

????real T = C_T(c,t);

????return 1.35 - 0.004*T + 5.0e-6*T*T;

}

直接以表達式的形式返回物性參數(shù)

3.3 密度和時間相關

這里僅僅是演示，實際上我們的物性更多是和壓力溫度有關，和時間沒有關系。這里為了說明UDF的靈活性，簡單演示。

假設當流動時間小于1s，密度為1000kg/m3；流動時間大于等于1s，密度為1kg/m3。

UDF代碼如下：

#include "udf.h"

DEFINE_PROPERTY(den_time,c,t)

{

? ? real density;

????real current_time;

????current_time = CURRENT_TIME;?

????if(current_time<1.0)

????{

????????density=1000.0;

????}

????else

????{

????????density=1.;

????}

????return density;

}

邏輯很簡單，這里只說明一點。

current_time = CURRENT_TIME;?

//CURRENT_TIME是fluent中的一個宏，也可以認為是一個變量，返回當前的流動時間。

4. UDF的編譯與加載

兩種UDF編譯的方式，參考文章四十九、Fluent UDF編譯正確的流程?？煞譃镮nterpreted和Compiled。

對于解釋型Interpreted，優(yōu)點是簡單、方便，缺點是很多高級宏不適用。因此建議大家不要使用解釋型編譯UDF。

這里還是簡單說一下，下圖為解釋型界面，直接點擊Browse，選中寫好的UDF，然后點擊Interpret即可。如果UDF沒問題，則不會出現(xiàn)報錯信息。

編譯型UDF界面如下圖，上面有兩個框Source Files和Header Files，Source Files表示源文件，就是編寫好的UDF文件；

Header Files表示頭文件，只有當UDF很復雜，為了使UDF模塊化才需要從這里導入頭文件。UDF自帶了很多頭文件如udf.h，但是這些頭文件不需要從這里導入。

首先點擊Add，選中編寫好的UDF后導入，然后點擊Build，如果UDF沒有問題，則不會出現(xiàn)任何報錯信息（只要控制界面有error，則說明有問題）。

在沒有報錯的前提下，點擊Load，則UDF加載成功。關于UDF報錯問題，建議大家看看文章四十九、五十和五十一。如果沒有報錯，控制臺應該會顯示下面的信息，其中就有各種DEFINE宏的name

5. UDF的使用

不同的DEFINE宏，UDF的使用方式不同。對于DEFINE_PROPERTY宏，定義材料的物性參數(shù)。因此使用時，直接在材料物性界面選中即可

比如需要修改air的粘度，在Viscosity處選擇user-defined，會彈出右圖，然后選中DEFINE的name就行，點擊OK。

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