Fluent UDF指南：使用Nox宏进行自定义模拟

"Nox宏-ga240.24-2003，用户自定义函数(UDF)" 在Fluent中，用户自定义函数(UDF)是一种强大的工具，允许用户根据特定需求扩展软件的功能。UDF是用C语言编写的，通过使用预定义的DEFINE宏来实现与Fluent求解器的交互。它们可以用来定制边界条件、定义材料属性、设定表面和体积反应率、创建源项以适应自定义标量输运方程(UDS)和扩散率函数，甚至可以在每次迭代中调整计算值，进行方案初始化，实现异步执行以及增强后处理功能。 标题提及的"Nox宏"是专门用于处理Nox（氮氧化物）相关计算的宏，它们定义在头文件sg_nox.h中，并且这个头文件被包含在udf.h中。表5.8.1列出了三个关键的宏： 1. NOX EQN(nox)：这个宏用于定义Nox污染物质的方程。参数`nox`是一个Nox结构的指针，返回值是Nox污染物质方程的ID。这使得用户可以自定义Nox的生成和消耗过程。 2. NOX FRATE(nox)：这个宏计算Nox的产生速率。同样接受`nox`作为参数，返回Nox的生成速率。这在模拟燃烧或化学反应过程中特别有用，因为它允许用户指定Nox的生成速率表达式。 3. NOX RRATE(nox)：此宏用于计算Nox的减少速率。同样使用`nox`作为参数，返回Nox的减少速率。这可以帮助模拟Nox在环境条件下的去除或转化过程。 除此之外，还有一个ARRH(nox, k)宏，它用于计算阿列纽斯速率系数。这个宏有两个参数，一个是`nox`，另一个是速率常数数组`k[3]`。阿列纽斯定律是化学动力学中的一个重要概念，用于关联反应速率与温度的关系。通过这个宏，用户可以基于阿列纽斯公式定义特定反应的速率。 在Fluent 5到Fluent 6之间的UDF有一些变化，这可能涉及兼容性问题和新功能的引入。UDF有两种形式：解释型和编译型。解释型UDF在运行时加载和解释，使用简单但速度较慢，而编译型UDF需要编译成共享库，然后与Fluent链接，执行效率更高，但设置和使用相对复杂。 UDF提供了对Fluent内核的深入访问，使得研究人员和工程师能够针对特定问题定制解决方案，尽管它们不能直接用于优化Fluent的算法，但在处理复杂工程问题时仍然展现出极大的灵活性和实用性。