讓網(wǎng)格動(dòng)起來（4）—?jiǎng)泳W(wǎng)格UDF宏

2017-01-18 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

雖然瞬態(tài)PROFILE文件可以在一定程度上定義網(wǎng)格運(yùn)動(dòng),然而其存在著一些缺陷。最主要的一些缺陷存在于以下一些方面:

(1)PROFILE無法精確的定義連續(xù)的運(yùn)動(dòng)。其使用離散的點(diǎn)值進(jìn)行插值。如果想獲得較為精確的運(yùn)動(dòng)定義,勢(shì)必要定義很多點(diǎn)。

(2)一些情況下無法使用profile。比如穩(wěn)態(tài)動(dòng)網(wǎng)格。

在FLUENT中定義網(wǎng)格運(yùn)動(dòng),更多的是采用UDF宏。fluent中與動(dòng)網(wǎng)格有關(guān)的UDF宏一共有5個(gè),其中四個(gè)用于常規(guī)的網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)定義,一個(gè)用于6DOF模型。這些宏分別為:

DEFINE_CG_MOTION、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY、DEFINE_GEOM、DEFINE_GRID_MOTION、DEFINE_SDOF_PROPERTIES

注意:動(dòng)網(wǎng)格宏只能為編譯型UDF。

1、DEFINE_CG_MOTION

最常用的運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格宏。用戶可以使用該宏定義每一時(shí)間步上的線速度或角速度來指定fluent中某一特定區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。

DEFINE_CG_MOTION(name,de,vel,omega,time,dtime)

參數(shù)說明:

name:UDF的名字。體現(xiàn)在fluent中表現(xiàn)為可選擇的函數(shù)列表。

Dynamic_Thread *dt:存儲(chǔ)了用戶所指定的動(dòng)網(wǎng)格屬性和結(jié)構(gòu)指針。

real vel[]:線速度。vel[0]為x方向速度,vel[1]為y方向速度,vel[2]為z方向速度

real omega[]:角速度。與線速度定義相同。

real time:當(dāng)前時(shí)間。

real dtime:時(shí)間步長(zhǎng)。

函數(shù)返回值為:void

從函數(shù)的參數(shù)類型,配合c語(yǔ)言的參數(shù)調(diào)用方式可知,vel,omega為數(shù)值類型,屬于傳入類型。因此只需在函數(shù)體中顯式定義vel與omega即可將速度傳入fluent求解器。time與dtime是用于定義速度的。詳細(xì)實(shí)例可參看fluent udf文檔p182。

2、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY

該宏能用于以下一些場(chǎng)合:

(1)在in-cylinder應(yīng)用中定義旋轉(zhuǎn)中心。

(2)定義變化的網(wǎng)格層高度。

第一種用法:

DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY(name,dt,swirl_center)

參數(shù)說明:

name:UDF名。

Dynamic_Thread *t:指向存儲(chǔ)動(dòng)網(wǎng)格屬性結(jié)構(gòu)的指針。若沒有動(dòng)態(tài)區(qū)域位于當(dāng)前計(jì)算的旋轉(zhuǎn)中心,則fluent內(nèi)部將該參數(shù)設(shè)置為NULL.

real *swirl_center:swirl_center為一個(gè)具有3個(gè)元素的數(shù)值,表示旋轉(zhuǎn)中心的x,y,z坐標(biāo)。

返回值為:void。具體實(shí)例可參看udf手冊(cè)p183。

第二種用法:在使用動(dòng)態(tài)層方法時(shí)定義變化的網(wǎng)格高度。參數(shù)與第一種用法略有不同。

DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PEOPERTY(name,dt,height)

參數(shù)說明:

name: UDF名

Dynamic_Thread dt:指向存儲(chǔ)動(dòng)網(wǎng)格屬性結(jié)構(gòu)的指針

real *height: 一個(gè)實(shí)數(shù)指針,指向動(dòng)態(tài)層高度為時(shí)間或crank角的函數(shù)。

返回值:void

具體實(shí)例參看fluent udf手冊(cè)P185

3、DEFINE_GEOM

用戶可以使用此宏定義變化區(qū)域的幾何。默認(rèn)情況下,ansys fluent提供了機(jī)制用于定義節(jié)點(diǎn)沿平面或柱面運(yùn)動(dòng)。當(dāng)ansys fluent更新了變形區(qū)域上的節(jié)點(diǎn)時(shí)(例如通過彈簧光順或局部面重構(gòu)之后),會(huì)通過調(diào)用DEFINE_GEOM宏重新定位節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)注意該宏只能作為編譯型UDF使用。

函數(shù)說明:

DEFINE_GEOM(name,d,dt,position)

參數(shù)說明:

name:UDF名

Domain *d:指向計(jì)算域的指針

Dynamic_Thread *dt:指向存儲(chǔ)用戶指定的動(dòng)網(wǎng)格參數(shù)的指針

real *position:指向存儲(chǔ)位置信息的數(shù)組。

此函數(shù)沒有返回值。

詳細(xì)實(shí)例可參閱FLUENT UDF手冊(cè)P187.

4、DEFINE_GRID_MOTION

默認(rèn)情況下,ANSYS FLUENT通過使用固體運(yùn)動(dòng)方程來更新動(dòng)態(tài)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)位置。這意味著動(dòng)態(tài)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但是如果用戶需要獨(dú)立的控制每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的話,則可以通過使用DEFINE_GRID_MOTION宏來實(shí)現(xiàn)。例如網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)UDF可以更新由于流固耦合所導(dǎo)致的彎曲形成的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。此UDF宏只能用于編譯型。

函數(shù)說明:

DEFINE_GRID_MOTION(name,d,dt,time,dtime)

參數(shù)說明:

name:UDF名

Domain *d:計(jì)算域指針

Dynamic_Thread *dt:指向存儲(chǔ)了動(dòng)網(wǎng)格參數(shù)的結(jié)構(gòu)的指針

real time:當(dāng)前時(shí)間

real dtime:時(shí)間步

返回類型:void。具體實(shí)例可參閱FLUENT UDF手冊(cè)P188

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才