空气污染控制软件：CFX二次开发_（5）.CFX二次开发核心技术.docx

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CFX二次开发核心技术

1.引言

在空气污染控制领域，CFX（ComputationalFluidDynamics）软件被广泛应用于模拟和分析复杂的流体动力学问题。二次开发是提高CFX软件功能和效率的重要手段，通过编写自定义的Fortran或C++代码，可以实现特定的物理模型、边界条件、后处理等功能。本节将详细介绍CFX二次开发的核心技术，包括Fortran和C++的接口、开发流程、常用函数和数据结构等。

2.CFX二次开发的基本流程

2.1开发环境准备

在进行CFX二次开发之前，需要准备好开发环境。常用的开发环境包括：

VisualStudio：适用于Windows平台，支持C++开发。

gfortran：适用于Linux和Windows平台，支持Fortran开发。

CFX-Pre：用于定义模型和边界条件。

CFX-Solver：用于求解模型。

CFX-Post：用于后处理和结果分析。

2.2编写自定义代码

CFX二次开发通常涉及以下几个步骤：

定义入口点：CFX通过特定的入口点调用自定义代码。

编写Fortran或C++代码：根据需要实现的功能编写代码。

编译代码：将编写好的代码编译成动态链接库（DLL）或共享库（.so）。

链接库文件：在CFX的配置文件中链接编译好的库文件。

运行CFX：启动CFX-Solver，运行包含自定义代码的模拟。

2.3配置文件的修改

在CFX的配置文件中，需要指定自定义库文件的路径。配置文件通常包括：

solver.mpi：用于MPI并行计算的配置。

def：定义文件，包含模型和边界条件的详细信息。

ccl：CFX控制文件，用于控制求解器的行为。

例如，修改def文件以链接自定义库文件：

!def文件示例

!链接自定义库文件

LIBRARY=path_to_your_library/libyourlib.so

3.Fortran接口开发

3.1Fortran接口概述

CFX提供了丰富的Fortran接口，允许用户在求解过程中插入自定义的物理模型和边界条件。这些接口包括但不限于：

INITIALISATION：初始化自定义数据。

SOURCE：定义源项。

BOUNDARY：定义边界条件。

RESIDUAL：修改残差计算。

OUTPUT：输出自定义结果。

3.2初始化接口（INITIALISATION）

初始化接口用于在求解开始前设置一些自定义的初始条件。例如，设置初始的空气质量参数。

!初始化接口示例

SUBROUTINEINITIALISATION(RESOLVER,CELL,VAR,VALUE)

USECFX_DEF

IMPLICITNONE

!输入参数

INTEGER,INTENT(IN)::RESOLVER

INTEGER,INTENT(IN)::CELL

INTEGER,INTENT(IN)::VAR

REAL,INTENT(INOUT)::VALUE

!本地变量

REAL::INITIAL_CONCENTRATION

!初始化空气质量参数

IF(VAR==CFX_VAR_AIR_QUALITY)THEN

INITIAL_CONCENTRATION=0.01!初始浓度值

VALUE=INITIAL_CONCENTRATION

ENDIF

ENDSUBROUTINEINITIALISATION

3.3源项接口（SOURCE）

源项接口用于在求解过程中添加自定义的源项。例如，模拟一个特定的污染物排放源。

!源项接口示例

SUBROUTINESOURCE(RESOLVER,CELL,VAR,SOURCE)

USECFX_DEF

IMPLICITNONE

!输入参数

INTEGER,INTENT(IN)::RESOLVER

INTEGER,INTENT(IN)::CELL

INTEGER,INTENT(IN)::VAR

REAL,INTENT(INOUT)::SOURCE

!本地变量

REAL::EMISSION_RATE

!设置源项

IF(VAR==CFX_VAR_POLLUTANT)THEN

EMISSION_RATE=0.005!污染物排放率

SOURCE=SOURCE+EMISSION_RATE

ENDIF

END