空气污染控制软件：CFX二次开发_（7）.用户自定义函数（UDF）编写与调试.docx

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用户自定义函数（UDF）编写与调试

在空气污染控制软件中，CFX二次开发通过用户自定义函数（UDF）来扩展软件的功能，实现特定的空气污染控制需求。本节将详细介绍UDF的编写与调试方法，帮助用户更好地利用CFX进行模拟和分析。

1.UDF的基本概念

1.1什么是UDF

用户自定义函数（UserDefinedFunction，简称UDF）是CFX中的一种强大工具，允许用户通过编写C语言代码来实现特定的功能。UDF可以用于定义新的物理模型、边界条件、源项、材料属性等，极大地扩展了CFX的适用范围和灵活性。

1.2UDF的类型

CFX支持多种类型的UDF，主要包括以下几种：

初始化UDF（InitializeUDF）：用于在计算开始前初始化某些参数或变量。

源项UDF（SourceUDF）：用于在计算过程中添加特定的源项。

边界条件UDF（BoundaryConditionUDF）：用于定义特定的边界条件。

材料属性UDF（MaterialPropertyUDF）：用于定义特定的材料属性。

用户自定义函数（UserDefinedFunction）：用于定义通用的用户自定义函数，可以在计算过程中调用。

1.3UDF的编写步骤

编写UDF的基本步骤如下：

创建UDF文件：在CFX-Pre中创建一个UDF文件，通常是一个C语言源文件（.c）。

编写UDF代码：在UDF文件中编写C语言代码，定义所需的函数。

编译UDF：使用CFX提供的编译工具编译UDF文件，生成动态链接库（.dll或.so）。

加载UDF：在CFX-Pre中加载编译好的UDF库。

调用UDF：在CFX-Pre中设置相应的参数，调用UDF。

调试UDF：通过日志文件和调试工具检查UDF的运行情况，确保其正确性。

2.UDF的编写

2.1初始化UDF

初始化UDF主要用于在计算开始前初始化某些参数或变量。以下是一个简单的初始化UDF示例，用于初始化一个标量变量。

#includeudf.h

/*定义初始化UDF*/

voidInitializeScalar(Realt,Domain*domain)

{

Thread*thread;

cell_tc;

Realvalue=0.0;

/*获取计算域中的所有单元*/

thread=ThreadLoop(domain);

c=CellLoop(thread);

/*初始化标量变量*/

C_UDSI(c,thread,0)=value;

}

/*注册初始化UDF*/

externvoidInitializeScalar_Init(Domain*domain)

{

Thread*thread;

thread=ThreadLoop(domain);

C_UDSI_INIT(c,thread,0,0.0);

}

2.2源项UDF

源项UDF用于在计算过程中添加特定的源项。以下是一个简单的源项UDF示例，用于添加一个常数源项。

#includeudf.h

/*定义源项UDF*/

RealSourceTerm(Realt,Real*x,Real*y,Real*z,Real*u,Real*v,Real*w,Real*rho,Real*mu,Real*k,Real*epsilon,Real*c,Real*phi,Real*dphi,Real*grad_phi,UserScalar*us,UserVector*uv,UserTensor*ut,Domain*domain)

{

Realsource=1.0;//常数源项

returnsource;

}

/*注册源项UDF*/

externvoidSourceTerm_Init(Domain*domain)

{

//通常不需要初始化操作

}

2.3边界条件UDF

边界条件UDF用于定义特定的边界条件。以下是一个简单的边界条件UDF示例，用于定义一个速度入口边界条件。

#includeudf.h

/*定义速度入口边界条件UDF*/

voidVelocityInletUDF(Realt,Real*x,Real*y,Real*z,Real*u,Real*v,Real*w,Real*rho,Real*mu,Rea