如何利用FLUENT二次开发.pptx

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1、如何利用如何利用FLUENT二次开发二次开发引言:随着计算机硬件的发展及随着计算机硬件的发展及CFD软件的成熟软件的成熟,采用采用CFD商业软件商业软件进行工程计算及科研辅助日趋进行工程计算及科研辅助日趋流行流行.相比传统的编程相比传统的编程,CFD软件软件计算具有计算具有建模快建模快,收敛性好收敛性好,移植移植性强性强等优点等优点,因而可以节省出更因而可以节省出更多时间花在问题本质上多时间花在问题本质上,而不是而不是计算实现上计算实现上.CFD软件使用没有降低对流体软件使用没有降低对流体基本知识的掌握，只是自己不基本知识的掌握，只是自己不用离散方程了，数学上的要求用离散方程了，数学上的要求降

2、低了。降低了。第1页/共20页FLUENT应用范围应用范围航空航空航天航天船舶船舶化工化工汽车汽车能源能源生物生物其它其它FLUENT的应用范围的应用范围“相当广泛相当广泛”2.能源能源4.船舶船舶1.航空航空3.汽车汽车第2页/共20页FLUENT二次开发-UDFUDF(用户自定义程序用户自定义程序)是是FLUENT提供的二次开发接口提供的二次开发接口,通过大量的宏定义来实现用户通过大量的宏定义来实现用户和和SOLVER中数据的交互的一中数据的交互的一种方法，来增强种方法，来增强FLUENT的功的功能及模型的应用范围能及模型的应用范围:比如比如边界边界条件条件,修改控制方程修改控制方程,求解

3、自定义求解自定义方程方程等等等等.采用采用UDF接口我们可以定义求接口我们可以定义求解解UDS(用户自定义标量方程用户自定义标量方程)第3页/共20页UDS理论及实现理论及实现标量输运方程：标量输运方程：非定常项非定常项对流项对流项扩散项扩散项 源项源项 可通过可通过UDF修改修改DEFINE_UDS_UNSTEADY 可通过可通过UDF修改修改DEFINE_UDS_FLUX 扩散系数扩散系数 可修改可修改(材料面板直接或材料面板直接或UDF修改修改)可通过可通过UDF修改修改DEFINE_SOURCE 第4页/共20页举例实现:双电层理论求解双电层理论的控制方程(P-N-P方程):第5页/共

4、20页解决方案:采用三个UDS方程,分别对于以上三个方程,三个标量方程中的 在这里分别代表电位势 ,正离子浓度 ,负离子浓度 .第6页/共20页具体步骤一:方程规范化将双电层的三个方程分别与标志输运方程对比:源项源项扩散项扩散项对流项对流项非定常项非定常项扩散系数为1DEFINE_SOURCE来定义源项来定义源项第7页/共20页具体步骤一:方程规范化正负离子方程与标准输运方程对比 源项源项扩散项扩散项对流项对流项非定常项非定常项DEFINE_UDS_UNSTEADY来定义来定义DEFINE_UDS_FLUX来定义来定义扩散系数为D第8页/共20页具体步骤二:编写UDF文件取名为取名为uds-f

5、lux.cuds-flux.c,内容如内容如:#include#include“udf.hudf.h”DEFINE_UDS_FLUX(DEFINE_UDS_FLUX(UDS0_FLUXUDS0_FLUX,f,t,i),f,t,i)DEFINE_UDS_FLUX(DEFINE_UDS_FLUX(UDS1_FLUXUDS1_FLUX,f,t,i),f,t,i)DEFINE_SOURCE(DEFINE_SOURCE(POSSION_SOURCEPOSSION_SOURCE,c,t,dS,c,t,dS,eqn)eqn)DEFINE_UDS_UNSTEADY(DEFINE_UDS_UNSTEADY(ud

6、s0_unsteadyuds0_unsteady,c,t,i,c,t,i,apu,su),apu,su)DEFINE_UDS_UNSTEADY(DEFINE_UDS_UNSTEADY(uds0_unsteadyuds0_unsteady,c,t,i,c,t,i,apu,su),apu,su)第9页/共20页具体步骤三:FLUENT设置1,1,启动启动FLUENTFLUENT,读入读入CASCAS文件文件2,2,编译编写好的编译编写好的UDFUDF文件文件uds-flux.cuds-flux.c菜单菜单:defineuser-definedfunctionscomplied:defineuser

7、-definedfunctionscomplied 先点击先点击buildbuild编译编译,再点击再点击loadload读入库读入库.第10页/共20页3:添加三个UDS方程:菜单:defineuser-definedscalars默认为0个,翻动上下按钮添加UDS数目到1 UDS indix 指UDS的编号,从0开始,UDS0对应第一个UDS方程,以此类推.设定求解区域:可选择在流体域或固体域或全部区域求解,本问题设定在流体域求解设定标量方程中的对流项,默认为质量流量.这里,我们设定第一个UDS为负离子方程,所以从下拉菜单中选择UDF编写的负离子对流项UDS0_FLUX第11页/共20页继

8、续翻动number of user-defined scalars右边的上下按钮添加第二个UDS方程(正离子方程)继续翻动number of user-defined scalars右边的上下按钮添加第三个UDS方程(电位势方程)注意设置正离子方程时,将UDS Index调到其对应的Index=1正离子方程的自定义对流项UDS1_FLUX电位势方程没有对流项,所以选择none第12页/共20页点击OK,系统会弹出对话筐显示UDS已经添加成功,并提示到材料面板设置UDS扩散系数D.再次点击OK确认.转到材料面板,设置扩散系数D:菜单:definematerials第13页/共20页 弹出菜单如下

9、:点击UDS Diffusivity右边的Edit按钮,分别修改三个方程对应的扩散系数.第14页/共20页4:设置边界条件:UDS边界条件及添加源项菜单:defineBoundary Conditions源项fluid,点击set,弹出左边的面板.因为只有电位势方程有源项,所以点击user scalar 2旁边的edit来添加源项.添加源项个数为1,选择POSSION_SOURCE第15页/共20页边界条件wall/inlet/outletFluent内置的UDS边界条件有两种:第一类边界条件:给定标量值;第二类边界条件:给定流通量.如图电位势方程,给定了壁面zeta电位为25.7mv.正负离

10、子在壁面无穿透,所以都给流通量为0第16页/共20页5:求解控制菜单Solvecontrolssolution 选择要求解的控制方程,如下图只先求解电位势方程来进行电场及正负离子初始化.压松弛因子来保证收敛.一般正负离子及电位势方程压松弛因子都可设到0.9.差分格式,电位势方程可选二阶迎风以保证精度.第17页/共20页6:初始化,迭代求解.菜单solveinitializeinitializesolveIterate至此,整个UDS设置求解流程已经完成,当然不同情况下略有不同,如选择了Unsteady求解器,添加UDS的时候弹出的菜单如下:前面定常求解器情况下该选项不存在相应的选择自定义的非定常项uds0_unsteady第18页/共20页CFD软件只是实现工具,深入理解所研究问题的本质才是根本.谢谢大家!第19页/共20页感谢您的观看。感谢您的观看。第20页/共20页