Fluent_UDF_中文教程
Fluent_UDF是Fluent中的用户定义函数，能够定制化模拟中的物理过程和边界条件。通过Fluent_UDF，用户可自由地编写自己的程序，以扩展Fluent的功能。Fluent_UDF具有灵活性和可移植性，可以用C语言或Fortran语言编写。下面我们将介绍Fluent_UDF的使用方法和编写过程。
1. Fluent_UDF的基本概念
在Fluent中运行的模拟，都是由CFD模型和相应的物理模型组成。CFD模型负责离散化解决流动方程，在CFD模型的基础上，物理模型定义了流体在不同条件下的行为，例如燃烧过程、湍流模型、多相流模型等。
而Fluent_UDF则是一套可以编写自定义的物理模型或者边界条件的库，可以与Fluent中的各类模型进行整合工作。用户可以通过编写Fluent_UDF来与Fluent交互，其中可以定义用户自定义的边界条件，定义新的物性模型、初始或边界条件以及仿真的物理过程等。
2. Fluent_UDF编译器
Fluent_UDF需要使用自带的编译器来编译用户自定义函数，这个编译器名为Fluent_Compiler。
Windows系统下，Fluent_Compiler可在Fluent程序安装目录内到。在运行Fluent程序之前，用户需要确保其系统环境变量中设置了编译器路径的系统变量。
Linux系统下，Fluent_Compiler亦随Fluent程序安装，其使用方法与Windows类似。
3. Fluent_UDF文件夹的创建
在Fluent安装目录下，用户必须创建一个名为udf的文件夹，以存储用户自定义的函数。用户可以在命令行中进入Fluent安装目录下的udf文件夹中，输入以下命令创建文件：
mkdir myudf
其中myudf是用户自定义的函数文件夹名称。
4. Fluent_UDF函数编写
Fluent_UDF支持两种编程语言：C语言和Fortran语言。在这里，我们将以C语言为例介绍函数编写。
C语言的函数定义如下：
#include "udf.h"
DEFINE_(FUNCTION_TYPE, FUNCTION_NAME, ARGUMENTS)
{
    // Function code
}
其中，FUNCTION_TYPE是函数类型，包括：
- 宏函数（DEFINE_MACRO）：只使用计算网格中定义的变量，几乎适用于任何需要在 calculation process 中调用的函数。
-
流函数（DEFINE_CG_MOTION）：定义二维或三维网格中的运动。
- 离散过程（DEFINE_DPM_BODY_FORCE）：定义颗粒在离散相中的运动效果。
- 物性定义（DEFINE_PROPERTY）：定义某种流体在对象的各种温度和压力下的物性，例如气体或液体。
- 物理过程（DEFINE_SOURCE）：定制流动场模拟中的物理过程，例如燃烧、湍流和辐射等。
- 边界条件（DEFINE_PROFILE）：定义不同物理量在边界上的相关信息，例如速度、浓度、压力，最重要的是这类 function 能够在入口处设置实验数据。
FUNCTION_NAME是函数名称，ARGUMENTS是函数所带的参数，每个参数都必须定义类型和名称。此外，该函数必须包含一个返回值类型，以确定函数的返回值。
下面是一个实例代码：
#include "udf.h"
DEFINE_PROFILE(velocity_x, thread, position)
{
    real x[ND_ND], r;
   
    // Get coordinate values at the specific position
    r = pow((1.0/0.5), 0.5);
    C_CENTROID(x, thread, position);
   
    // Define velocity
    if (x[1] < 0.5)
    {
        // Set velocity values
        values[0] = 0;
        values[1] = 2 * r * (0.5 - x[1]);
        values[2] = 0;
    }
    else
    {
        // Set velocity values
        values[0] = 0;
        values[1] = 0;
        values[2] = 0;
    }
}
5. Fluent_UDF的编译
使用Fluent编译用户自定义函数，需要在Fluent界面下完成。其中，用户需要执行以下步骤：
- 启动Fluent程序，并打开需要加载自定义函数的模拟文件。
- 在Fluent的界面上，选择“Define” -> “User-Defined” -> “Functions”。
profile中文- 在Fluent中弹出的新窗口中，用户需要选择相应的Fluent_UDF类型、文件路径、编译器、函数名称和参数类型等选项。
- 点击“Compile”按钮以编译该函数，并在Fluent中测试其效果。
6. Fluent_UDF的使用
在编译并测试成功之后，用户可以在模拟过程中使用自定义函数。在Fluent模拟中，用户选择“Boundary condition” -> “User functions”选项，该选项可以显示用户定义的函数名称。选择一个函数进行使用，就可以使用用户自定义函数代替标准的边界条件。
例如，在一个具有某个自定义温度分布的对象周围设置一个恒温边界条件。选择“Boundary condition” -> “User functions” -> “Temperature user-function”，然后在函数名称中选择用户自定义函数名称。最后，点击“Apply”按钮，Fluent将应用用户定义的边界条件来处理模拟过程。
总结
Fluent_UDF是Fluent中重要的用户定义函数功能，其灵活性和可移植性使其成为定制化仿真过程的必备工具。通过Fluent_UDF，用户可以编写具有自定义边界条件、物性模型、初始条件和物理过程的程序，以扩展Fluent的功能。我们希望本篇Fluent_UDF中文教程能够对初学者有所帮助。

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