七、Fluent用戶自定義函數(shù)（UDF）基礎(chǔ)（1）
? 前面我們所講述的Fluent的相關(guān)知識只是很少很少的一部分，但是今天我們還是開始一部分新的知識。之所以這樣做，是因為今天所講述的知識在大家以后的學(xué)習(xí)中用途很廣泛，同時這部分知識需要大家提前學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)知識。
圖1.UDF用戶手冊
UDF介紹：所謂UDF-用戶自定義函數(shù)（User-defined functions），學(xué)習(xí)過編程語言的同學(xué)對此應(yīng)該并不陌生，無論是C語言、JAVA還是Python，自定義函數(shù)被廣泛的應(yīng)用著，它能夠使語言邏輯和代碼的簡潔性大幅度提高。Fluent的UDF有著同樣的功能，但是又不完全相同。
在Fluent中，UDF使用C語言來編寫，因此需要大家有一定的C語言基礎(chǔ)，但是不必過于深入，大家只需要了解基本的格式和語法結(jié)構(gòu)即可，同時需要對指針有一點了解。建議有其他語言基礎(chǔ)的同學(xué)花一周的時間學(xué)習(xí)一下C語言---一周的時間已經(jīng)足夠了。
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UDF特殊性：接下來我們說一下Fluent UDF的特殊性，實際上即便C語言功底很厲害的高手并不一定能夠?qū)懞肬DF，為什么呢？因為Fluent UDF和C語言的自定義函數(shù)完全就是兩碼事。它是Fluent封裝好的可以傳遞給求解器的函數(shù)，主要由各種宏組成，每個宏有各自的作用。說的通俗易懂一點，其實UDF就是Fluent已經(jīng)給用戶起好了自定義函數(shù)的名字了，用戶達(dá)到什么樣的目的，使用相對應(yīng)的宏就行。類似于我乘坐地鐵去電影院，為了達(dá)到去電影院的目的，我使用了名叫地鐵的工具，這里的名字“地鐵”就相當(dāng)于Fluent中的宏；如果放到C語言中，你可以給“地鐵”起任意名字如“自行車”，這樣會帶來混亂，導(dǎo)致Fluent求解器識別不了你的目的。比如用戶想讓進(jìn)口流體的速度正弦變化，那么就需要找到能夠修改邊界條件的宏-DEFINE_PROFILE(name, t, i)，然后在里面指定速度函數(shù)即可。
圖2.C語言自定義函數(shù)
圖3.Fluent UDF
UDF功能：對于Fluent而言，UDF可以顯著增強其功能，使用UDF你可以做如下的事情：
1.?自定義邊界條件、材料特性、表面和體積反應(yīng)速率、用戶定義標(biāo)量（UDS）、傳輸方程中的源項、擴散系數(shù)函數(shù)等
2. 每次迭代調(diào)整一次計算值。
3.?自定義的求解初始化
4.?按需執(zhí)行UDF
5.?在迭代結(jié)束時、退出ANSYS Fluent或加載已編譯的UDF庫時執(zhí)行
6.?增強后處理效果
7.?改進(jìn)現(xiàn)有的ANSYS Fluent模型（如離散相模型、多相混合模型、離散坐標(biāo)輻射模型）
上述功能都是直接使用Fluent比較難以完成但是實際又經(jīng)常會用到的，尤其1、2在以后的學(xué)習(xí)中會經(jīng)常使用到。
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UDF宏：UDF有兩類宏，DEFINE宏和結(jié)構(gòu)宏。DEFINE宏是大的功能宏，能夠完成某一項功能，如定義材料特性、定義邊界條件等等。想要完成不同的功能就要在對應(yīng)的DEFINE宏中書寫代碼，上述的每個功能都有其DEFINE宏。結(jié)構(gòu)宏和FLUENT計算方式有關(guān)，涉及到網(wǎng)格、線程和相域的相關(guān)知識，比較復(fù)雜，我們以后再詳細(xì)了解。結(jié)構(gòu)宏可以相互嵌套，但是只能大套小。比較常見的結(jié)構(gòu)宏如：
begin_f_loop(f, t)//遍歷線程t上的面
{
????//代碼//
}
end_f_loop(f, t)
thread_loop_c(t, d)////遍歷混合域d上的線程
{
????//代碼//
}
值得注意的是，DEFINE宏里面會包含結(jié)構(gòu)宏，這樣說來，DEFINE宏可以類比為C語言中的自定義函數(shù)，而結(jié)構(gòu)宏則可以類比成循環(huán)語句for或while，只不過這里的循環(huán)的是網(wǎng)格或線程。
要想達(dá)到我們的目的，我們還需要知道各種物理量，UDF也給我們提供了各種各樣的物理量，如獲取網(wǎng)格溫度C_T（c,t）。物理量宏都是這樣的寫法，C表示網(wǎng)格，T表示溫度，（c,t）表示從t線程獲取網(wǎng)格c的溫度。C_T必須大寫，（c,t）必須小寫。下面給出一部分常用的物理量宏：
圖4.常用的物理量宏
最后說一下，由于FLUENT UDF內(nèi)容很多，我們不可能全部掌握，只能對一些常用的熟記。遇到比較特殊的要求，最簡單方便的方法就是查看官方UDF用戶手冊。這里的手冊是全英文的，大家要是覺得不夠方便可以多多關(guān)注我，我以后會持續(xù)做一些這方面的內(nèi)容。
UDF用戶手冊資源：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1insmk2rkP9hIcrtelHwVIw
提取碼：iuj1
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