udf-使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、我接觸UDF的時(shí)間不算長(zhǎng)，2007年7月份開(kāi)始看UDF的中文幫助，花了一周時(shí)間大體看完后，第一感覺(jué)：不難啊，至少不像以前別人給我講的 很高深的樣子。然后就是 UDF 編程，直到 10 月底吧。然后用的時(shí)間就不多了。然后就是這兩周，我馬上就要研究生畢業(yè)了，可能這周結(jié)束后用 UDF編程的可能性會(huì)很小了，所以想寫點(diǎn)東西，給剛剛學(xué) UDF編程的人，希望對(duì)大家有用。對(duì)于UDF高手，估計(jì)是不用向下看了。UDF 框架光看書，感覺(jué)UDF不難?？蠢?，有些看個(gè)四五遍之后才能差不多看懂。原來(lái)，得靠 UDF幫助。我主要用的是fluent v6.3自帶的html格式的幫 助，里面東西很全，當(dāng)然也包括 UDF Manu

2、al 。里面自帶的 search 功能相當(dāng)好，只是要注意用好 +或-號(hào)(邏輯符號(hào))，另外，這個(gè)功能似乎有些瀏 覽器支持不太好，不過(guò)基本上用 IE 不太容易出問(wèn)題。對(duì)于從零開(kāi)始學(xué)習(xí)UDF，建議還是先看一下UDF中文幫助，我估計(jì)大家知道的都是馬世虎翻譯的那本吧，感覺(jué)挺好。(沒(méi)想到馬世虎跟我是校友，去年給安世亞太投過(guò)一份簡(jiǎn)歷，他給我打過(guò)電話，當(dāng)時(shí)一陣興奮，呵呵。)1. 對(duì)于只涉及到邊界條件或物性等的 UDF ，一般用 interpret 就可以的，這些我覺(jué)得只需要根據(jù)例子改一下就是了。$對(duì)于要添加UDS方程的，相對(duì)難一點(diǎn)。我編程用的是三到五個(gè)UDS，幾十個(gè)UDM。一開(kāi)始編程時(shí)，沒(méi)有頭緒，后來(lái)看別人編

3、的，才慢慢發(fā)現(xiàn) 了一些基本思路。比如，可以用枚舉定義 UDS或UDM，這樣用起來(lái)方便。enumNP,RHOH2O_Y_UP_X,RHOH2O_Y_UP_Y,RHOH2O_Y_UP_Z, N_REQUIRED_UDS;/枚舉UDS變量名對(duì)于 UDM ，則用 N_REQUIRED_UDM 代表個(gè)數(shù)。2. 然后在 INIT 與 ADJUST 函數(shù)中，檢查變量個(gè)數(shù)時(shí)則比較方便，如：DEFINE_INIT(init_parameter,domain)if (n_uds < N_REQUIRED_UDS )Error(" Not enough user defined scalars!(i

4、nit)n");if (n_udm< N_REQUIRED_UDM)Error(" Not enough user defined memories(init)!n");initialise(domain);/ 代表初始化DEFINE_A DJUST(adjust_compute,domain)if (n_uds < N_REQUIRED_UDS )Error(" Not enough user defined scalars!(adjust)n");if (n_udm< N_REQUIRED_UDM)Error("

5、 Not enough user defined memories(adjust)!n");update_parameter(domain);/ 代表主函數(shù)3. 初始化時(shí)，則可：cell_t c;Thread *t;int i;thread_loop_c(t,d)if(NNULLP(T HREAD_STORA GE(t,SV_UDS_I(NP)&&NNULLP(T HREA D_STORAGE(t,SV_UDS_I(NP_R) / 為各 UDS 提供存儲(chǔ)空間 begin_c_loop(c, t)for (i=0; i< N_REQUIRED_UDS ; i+)C

6、_UDSI(c,t,i) = 0.0;end_c_loop(c, t);if(NNULLP(T HREAD_STORA GE(t,SV_UDM_I)begin_c_loop(c, t)for (i=0; i< N_REQUIRED_UDM; i+)C_UDMI(c,t,i) = 0.0;end_c_loop(c, t);4. 對(duì)于各 UDM 量，則可：real udm_v;udm_v=0;/ 用之前對(duì)變量進(jìn)行初始化./UDM 相關(guān)運(yùn)行C_UDM l(c,t,UDM_V)= udm_v;把值輸入給UDM，當(dāng)然之前要對(duì)UDM_V進(jìn)行定義用 UDM 有個(gè)好處，一是可以在后處理中顯示， 二是傳遞

7、變量相當(dāng)方便，比如在 ADJUST 中計(jì)算的量用于源項(xiàng)或?qū)α黜?xiàng)等，用 UDM 可以直接調(diào)用。5. 對(duì)于 invalid number 錯(cuò)誤，很多時(shí)候是因?yàn)榉帜笧榱悖绻?xí)慣 UDM 初始化為零，則要注意避免零作分母，可以令其初始化不為零或?yàn)榱銜r(shí)不運(yùn)算(第二種方法比較好)。方程與計(jì)算我編程計(jì)算的是兩相流中一相凝結(jié)成核，需要用 UDS 方程來(lái)模擬其成核有關(guān)變量(不要來(lái)問(wèn)我程序代碼，呵呵)。我覺(jué)得對(duì) UDS 變量控制方程搞 清楚之后，這塊一點(diǎn)兒也不難。一般變量的控制方程( Fluent 能認(rèn)識(shí)的)，就是含有瞬態(tài)項(xiàng)(時(shí)間項(xiàng))，對(duì)流項(xiàng)，擴(kuò)散項(xiàng)與源項(xiàng)。(方程如何處理 fluent 會(huì)自己弄的)對(duì)第一項(xiàng)，都

8、有相應(yīng)的宏來(lái)處理。1. 對(duì)于對(duì)流項(xiàng)，比如關(guān)于phi的方程中的：rho*U*phi的散度，其中U為速度矢量，則fluent中需要知道的對(duì)流項(xiàng)則為rho*U.A，其中UA代表U與A的點(diǎn)積，A代表單元格的面積向量。對(duì)流是對(duì)面而言(2D的話則對(duì)線而言)，對(duì)于邊界，只有一邊有單元格，而對(duì)于內(nèi)部surface，則 兩邊都有單元格，這時(shí)單元格編號(hào)從 0 到1。比如，對(duì)于內(nèi)部邊界，代碼可以與下面類似：real NV_VEC(psi),NV_VEC(A ),flux1;/ 聲明向量操作c0=F_C0(f,t);t0=F_C0_THREAD(f,t);F_AREA(A,f,t);/A 的獲得c1=F_C1(f,t

9、);t1=F_C1_THREAD(f,t);NV_D(psi,= ,C_UDMl(c0,t0,UPX),C_UDMl(c0,t0,UPY),C_UDMl(c0,t0,UPZ);NV_D(psi,+= ,C_UDMl(c1,t1,UPX),C_UDM l(c1,t1,UPY),C_UDMl(c1,t1,UPZ);flux1=NV_DOT(psi,A )/2.0;對(duì)于邊界上，則可以只用單元格c0,t0處的值或用f,t處的值(代表直接在邊界面上取值，前提是邊界上有存儲(chǔ)值)。2. 對(duì)于擴(kuò)散項(xiàng)，一般比較簡(jiǎn)單，直接用宏 DEFINE_DIFFUSIVIT Y 定義擴(kuò)散系數(shù)即可。注意它在 fluent 軟件

10、中的加入方式，一般是在 material 菜單中。 species 中加入的擴(kuò)散項(xiàng)與 UDS 擴(kuò)散項(xiàng)的加入不在同一處。3. 對(duì)于源項(xiàng)，如果不容易線性化，不如索性定義 dSeqn=0 ，這樣倒簡(jiǎn)單。其它一開(kāi)始學(xué)fluent時(shí)，把松弛因子設(shè)為0.1就感覺(jué)挺小了。沒(méi)想到剛用UDF計(jì)算時(shí)，得從1e-5開(kāi)始，慢慢調(diào)到1e-1數(shù)量級(jí)上。想想挺可怕的。另 外，很多 CFD 或多相流的東西都是理論與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合構(gòu)成的公式，不一定完全準(zhǔn)確，再加上數(shù)值解法的多樣性，使算題時(shí)容易出各種各樣的問(wèn) 題。而且 UDF 有個(gè)特點(diǎn)，不能單獨(dú)運(yùn)行的， 調(diào)試也必須放到 fluent 中，這樣當(dāng)要加入的宏比較多時(shí)， 就會(huì)變得很麻煩

11、， 常常一天要建十幾個(gè) library ， 然后分別選擇不同的宏加載到 fluent ，然后就是不停的調(diào)試。記得剛開(kāi)始，我跟我?guī)熃阋粔K，她主要負(fù)責(zé)物理理論，我主要負(fù)責(zé)編程，經(jīng)常因?yàn)橐?個(gè)小問(wèn)題，要調(diào)試上大半天，因?yàn)榫幊讨?，任何一個(gè)小問(wèn)題也必須解決掉。當(dāng)然，也經(jīng)常煩得很，還好，男女搭配干活不太累。1. 我覺(jué)得visual assistX這個(gè)軟件相當(dāng)不錯(cuò)，它是為了方便vc環(huán)境下的編程。而用udf編程時(shí)，大家感覺(jué)不爽的是，沒(méi)有提示能力，因?yàn)樗暮闢C環(huán)境下是不認(rèn)識(shí)的，所以一片黑顏色不好看，主要的是不利于查錯(cuò)與寫代碼。而用v isual assistX (網(wǎng)上有破解版的)，將fluent udf常用的

12、幾個(gè)頭方便的目錄加入 visual assistX 中后，就方便多了。比如，輸入C_時(shí)，可能就會(huì)提示C_UDMI，C_UDSI，C_U，C_R等，因?yàn)橐訡開(kāi)頭的宏太多了，所以只提示最近用過(guò)的幾個(gè)。 又比如，各種枚舉量，各種宏等，這時(shí)都會(huì)以不同的顏色表示，一般常見(jiàn)的拼寫錯(cuò)誤，一下子就能看出來(lái)，因?yàn)轭伾煌?方便多了。 visual assistX 本身也帶有 spell check 功能，不過(guò)最好關(guān)掉，因?yàn)槲覀兌x變量時(shí)常常不是以完整的單詞命名，而這時(shí)常常很多代碼下面都有淺淺的紅色的波浪 線，很是不爽。又如， visual assistX 提供查詢功能，比如，某個(gè)宏或某個(gè)系統(tǒng)自帶的變量名等，會(huì)自動(dòng)顯示該名稱的出處，點(diǎn)一下 go 即可查得源文件。這樣可以 很方便地查詢自己不認(rèn)識(shí)的宏或變量等。2. 一開(kāi)始編程時(shí)常犯一個(gè)錯(cuò)誤，就是這樣寫：powl(C_U(c,t),1/3)，實(shí)際應(yīng)該寫為powl(C_U(c,t),1.0/3)，因?yàn)?/3默認(rèn)是int型的，所以 值為 0，顯然不是我想要的。3. 一開(kāi)始用 fluent6.1 編程，它對(duì)于某個(gè) UDF 面板處一般只允許一個(gè)宏的存在， 所以，當(dāng)你改了一下代碼，重新 build 一個(gè) library 后，宏 會(huì)默認(rèn)地替換掉原