讓網格動起來（4）—動網格UDF宏

2017-01-18 by:CAE仿真在線來源:互聯網

雖然瞬態PROFILE文件可以在一定程度上定義網格運動,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的運動。其使用離散的點值進行插值。如果想獲得較為精確的運動定義,勢必要定義很多點。

(2)一些情況下無法使用profile。比如穩態動網格。

在FLUENT中定義網格運動,更多的是采用UDF宏。fluent中與動網格有關的UDF宏一共有5個,其中四個用于常規的網格運動定義,一個用于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:動網格宏只能為編譯型UDF。

1、DEFINE_CG_MOTION

最常用的運動網格宏。用戶可以使用該宏定義每一時間步上的線速度或角速度來指定fluent中某一特定區域的運動。

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

參數說明:

name:UDF的名字。體現在fluent中表現為可選擇的函數列表。

Dynamic_Thread *dt:存儲了用戶所指定的動網格屬性和結構指針。

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:當前時間。

real dtime:時間步長。

函數返回值為:void

從函數的參數類型,配合c語言的參數調用方式可知,vel,omega為數值類型,屬于傳入類型。因此只需在函數體中顯式定義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。詳細實例可參看fluent udf文檔p182。

2、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY

該宏能用于以下一些場合:

(1)在in-cylinder應用中定義旋轉中心。

(2)定義變化的網格層高度。

第一種用法:

DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY(name,dt,swirl_center)

參數說明:

name:UDF名。

Dynamic_Thread *t:指向存儲動網格屬性結構的指針。若沒有動態區域位于當前計算的旋轉中心,則fluent內部將該參數設置為NULL.

real *swirl_center:swirl_center為一個具有3個元素的數值,表示旋轉中心的x,y,z坐標。

返回值為:void。具體實例可參看udf手冊p183。

第二種用法:在使用動態層方法時定義變化的網格高度。參數與第一種用法略有不同。

DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PEOPERTY(name,dt,height)

參數說明:

name: UDF名

Dynamic_Thread dt:指向存儲動網格屬性結構的指針

real *height: 一個實數指針,指向動態層高度為時間或crank角的函數。

返回值:void

具體實例參看fluent udf手冊P185

3、DEFINE_GEOM

用戶可以使用此宏定義變化區域的幾何。默認情況下,ansys fluent提供了機制用于定義節點沿平面或柱面運動。當ansys fluent更新了變形區域上的節點時(例如通過彈簧光順或局部面重構之后),會通過調用DEFINE_GEOM宏重新定位節點。請注意該宏只能作為編譯型UDF使用。

函數說明:

DEFINE_GEOM(name,d,dt,position)

參數說明:

name:UDF名

Domain *d:指向計算域的指針

Dynamic_Thread *dt:指向存儲用戶指定的動網格參數的指針

real *position:指向存儲位置信息的數組。

此函數沒有返回值。

詳細實例可參閱FLUENT UDF手冊P187.

4、DEFINE_GRID_MOTION

默認情況下,ANSYS FLUENT通過使用固體運動方程來更新動態區域的節點位置。這意味著動態區域的節點之間沒有相對運動。但是如果用戶需要獨立的控制每一個節點的運動的話,則可以通過使用DEFINE_GRID_MOTION宏來實現。例如網格運動UDF可以更新由于流固耦合所導致的彎曲形成的節點坐標。此UDF宏只能用于編譯型。

函數說明:

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

參數說明:

name:UDF名

Domain *d:計算域指針

Dynamic_Thread *dt:指向存儲了動網格參數的結構的指針

real time:當前時間

real dtime:時間步

返回類型:void。具體實例可參閱FLUENT UDF手冊P188

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