Fluent UDF【1】：简介

前面基本完成了动网格专题的发布，不过还是有一些内容并没有更新进去，比如说in-cylinder、接触检测、2.5D网格重构等。不过这些都是小技巧，写起来挺麻烦，以后有时间再通过案例视频的方式讲解好了。从今天开始最近一段时间准备发布Fluent UDF的一些内容。

关于UDF

UDF并不是什么神秘的东西，然而在地球人的眼中，凡是与编程相关的工作，总是认为有点儿高大上罢了。其实UDF程序的编写绝对只是个体力活儿。

Fluent是一个通用软件。所谓的通用软件，意思就是说啥事儿都能做。能做流动，能做传热，能做化学反应，能做多相流，貌似与NS相关的内容都能做。然而，无所不能往往也意味着不甚精通。软件为了满足其通用性，无疑在各种参数的选取上偏于保守，比如说各种求解算法、各种模型参数，为了保证其收敛性和鲁棒性，必然会存在舍弃精度的做法。因此，通用的软件常常难以满足高级人士的计算需求。

作为商用软件，Fluent自然不愿意损失这些高级用户，因此软件给高级用户开了一扇窗口，允许用户根据自己的需求对软件进行一定程度的定制。因此就有了我们这里所说的UDF。

UDF（User Defined Functions，用户自定义功能），采用C语言进行编写，可以采用编译或解释的方式加载到Fluent中，利用UDF可以对Fluent计算过程中的一些模型参数或计算流程进行控制。

从哪儿开始？

要使用UDF，该如何入手？

Fluent帮助文档中提供了较为详尽的UDF使用方法，包含了绝大多数宏的使用描述（其实还有一部分宏并没有出现在文档中，亲们可以通过研读代码中的注释来使用这些用，见udf.h文件）。在编写UDF的过程中，UDF手册是必不可少的文档。

实际上UDF的应用过程是这样的：

• 发现需要使用UDF。Fluent毕竟是一款成熟的商用软件，大多数情况下，利用GUI就能够满足我们的计算要求。只有当我们确信Fluent的GUI并不具备某项功能，而利用UDF可以满足此要求时，才开始着手编写UDF。记住：能用GUI实现的功能，就不要用UDF去做。人家Fluent说了，不对UDF的正确性负责，他们只负责UDF与Fluent的通讯功能。能不能用UDF实现某项功能，需要翻越Fluent帮助文档。
• 编写UDF文件。这部分工作应该是UDF的核心工作。作为一个计算机程序，UDF同样有输入和输出。在翻越UDF手册的时候，搞清楚宏文件中哪些参数是输入，哪些参数是输出。最简单的方式就是直接套用UDF手册中的示例程序，在其基础基础上进行修改。
• 配置UDF环境。这部分工作实际上相当的简单。只不过在windows环境下需要安装Visual Studio，在Linux环境下需要配置GCC。需要注意在安装Visual Studio的时候一定要选择安装C++，否则不会安装c编译器。
• 在Fluent中加载UDF。加载的方式可以是解释，也可以是编译。通常解释型的程序调用要比编译型的慢，因此一些计算密集的场合，建议使用编译型。

需要的C语言知识

编写UDF使用的是C语言，我们是不是需要先学习C语言？

了解C语言是必要的，但并不需要非常精通C语言。UDF宏的编写实际上只是应用了C语言很少的一部分，但是对C语言的越熟悉，当然写起UDF来自然要更轻松一些。如果对C语言一无所知的话，至少需要看看以下的内容：

• C语言的语法结构。包括变量定义方式、条件结构、循环结构、函数定义等。
• C语言的数据结构。最需要了解是数组和指针。另外还需要了解函数参数传值与传址，否则很多的UDF宏你都搞不清楚数据怎么就能传递给Fluent。

这些基础知识后面会介绍。

要坚信UDF并没有想象中那么难，其实也没有想象中的那么高大上。

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