FLUENT UDF编程实例:模拟凝固与气蚀率计算

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"这份PDF文件是关于FLUENT学习UDF(用户定义函数)编程的实例教程,适合希望深入理解并应用UDF进行流体动力学模拟的工程师或研究人员。内容涵盖不同类型的UDF,包括模拟凝固过程中的粘性特性、控制流体运动以及计算气蚀率等多个方面。" 在FLUENT中,UDF(用户定义函数)是一种强大的工具,允许用户自定义流体流动模型,以适应特定的物理现象。这个PDF教程通过具体的实例,详细讲解了如何编写UDF来扩展FLUENT的功能。 1. **模拟凝固过程中的粘性特性**: 在示例代码中,定义了一个名为`cell_viscosity`的UDF,它根据温度变化来调整流体的粘度。当温度高于288K时,粘度设定为5.5e-3 Pa·s;如果温度在286K到288K之间,则粘度由公式143.2135 - 0.49725*temp计算;对于更低的温度,粘度默认为1 Pa·s。这个函数可以用于模拟金属凝固过程中因温度变化导致的粘度变化。 2. **控制流体CG运动**: 另一个示例`DEFINE_CG_MOTION`用于控制流体中心-of-mass(CG)的运动。这个函数根据时间`t`改变流体的速度`vel`和角速度`omega`。例如,在0到10秒的时间段内,流体速度为0,而在10到15秒之间,流体沿z轴的线速度变为-0.1,之后恢复到-0.2。这个UDF可用于模拟流体设备的运动,如泵或涡轮的启动和停止。 3. **计算气蚀率**: `DEFINE_CAVITATION_RATE` UDF用于计算气蚀率,这是流体中气泡形成和破裂的速率,通常在高压差和快速流动条件下发生。该函数接受当前压力`p`、密度`rhoV`和`rhoL`(分别为气体和液体的密度)、体积分数`vofV`、饱和蒸汽压`p_vapor`、边界上的气泡数`n_bubbles`和质量通量`m_dot`作为输入。计算过程考虑了气泡的生成和消散,有助于模拟液体中的气蚀现象,如水力机械中的侵蚀问题。 通过这些实例,读者不仅可以了解UDF的基本结构和编写规则,还能学习如何利用UDF实现复杂的物理模型。教程最后还提供了案例供读者实践,通过修改这些案例,用户可以定制自己的UDF,以解决实际工程中的流体动力学问题。这个PDF对于正在使用FLUENT进行UDF编程的人来说是一份宝贵的参考资料。