udf的案例
新手入門Fluent UDF較關注的幾個問題 附Fluent UDF中文教程下載
Fluent UDF
許多學習了一段時間Fluent的朋友們會開始接觸到一個叫UDF的東東，這個東東的全稱叫User Define Function，翻譯成中文可以是“用戶自定義功能”或“用戶自定義函數”。
許多想入門UDF的朋友在學習UDF前面臨的第一個問題應該是UDF環境變量設置的問題，這個問題可能已經成為新手入門UDF的一個門檻了。UDF環境變量設置現在網上百度也能搜到一些教程，這里我不操作如何進行UDF環境變量設置，這個可以自行找資料解決。
在設置好環境變量后，大家接下來關心的應該是Fluent支持的串行與并行了，因為在編寫UDF時，這個UDF可以編寫成串行的也可以編寫成并行的，但不同版本Fluent對于它的真串行和真并行還是有區別的。本人是在學習過程中從一些前輩們處了解到大概從Fluent 17.2或是Fluent 18.0開始，Fluent啟動界面中Processing Options下的Serial不再是真串行了，而是單核并行，所以許多新手入門UDF時總是容易碰到編寫的UDF在Serial方式啟動后進行UDF編譯，易出現報錯的情況。報錯可能有兩種原因，一種可能是你的UDF環境變量沒有設置好，另一種可能是Fluent串行或是并行的啟動方式不正確。
展開 五十、UDF常見錯誤及報錯信息
</p><p> </p><p><strong>3) 常見錯誤3：UDF命名出錯</strong></p><p><br></p><p>UDF命名是有要求的，不能出現中文字符這一點大家都知道。</p><p>同時<strong>UDF的文件名中不能出現空格</strong>，這一點很容易被大家忽視。只要文件名中包含空格或者全角符號，那點擊build之后，就會出現下面的報錯信息。</p><p> </p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyib8OGrSVLN1D71GE8ia3iabYtibvGWUaVYU6S9B6BRjTKgaXm20TFCIJHgs6Rm0WVaUkDuzbZo22a4Sg/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p>此時報錯信息不會出現多少行代碼（類似c(17)）出現問題，因此難以排查。報錯信息的最后一個\后就是UDF的文件名，表示UDF 命名有問題。</p><p> </p><p><strong>2.4 常見錯誤4：UDM未開啟或數量不夠</strong></p><p><br></p><p>當UDF中使用用戶自定義變量UDM時，必須開啟UDM，并且設置足夠多的數量，否則UDF會出錯。</p><p>這種情況下UDF編譯build通過，load也沒問題。</p><p>但是只要一點擊Calculate就立馬報錯。
展開 Fluent UDF的功能應用、數據結構、語言邏輯及常見例子等講解分析（含詳細視頻教程）
Fluent UDF介紹
1.1 UDF概況
Fluent UDF（User Defined Functions） 是一種用戶可以在Ansys Fluent軟件中編寫并調用的自定義函數，用于擴展和增強Fluent的功能。這些函數是用C語言編寫的，允許用戶定義和控制流體仿真中的各種行為和特性，適用于復雜的流體力學問題。
1.2 學習UDF的必要性
1. 擴展仿真能力: Fluent本身雖然強大，但在一些特定場景下無法滿足所有需求。通過學習UDF，可以編寫定制化的代碼來解決復雜的工程問題。
2. 提高仿真精度: 使用UDF，可以對仿真進行更精細的控制和調整，從而提高仿真結果的準確性和可靠性。
3. 增強競爭力: 在學術研究和工業應用中，能夠編寫和使用UDF是一個重要的技能，這不僅能提高個人的技術能力，還能增強在科研和工程項目中的競爭力。
1.3 學會UDF后的優勢
1. 解決復雜問題: 能夠處理和解決標準軟件無法解決的復雜流體力學問題。
2. 提升效率: 在仿真過程中，可以通過定制UDF提高計算效率，節省時間和資源。
3. 個性化定制: 根據具體需求，定制不同的仿真方案，提高工作靈活性和有效性。
2. UDF的功能和應用
1. 自定義邊界條件: 使用UDF可以根據特定需求定義邊界條件，如速度、壓力、溫度等。
2. 材料屬性: UDF允許用戶定義和修改材料的物性參數，如密度、粘度、導熱系數等。
3. 源項: 可以通過UDF定義能量源、動量源或質量源等，模擬復雜的物理和化學反應。
4. 初始化條件: UDF可以用于設置計算的初始條件，確保仿真從合適的初態開始。
5.
展開 四十九、Fluent UDF編譯正確的流程
<p>很多同學會在群里面問一些UDF編譯的問題，特此寫一篇文章詳細說明一下對UDF進行編譯的正確流程。</p><p><br></p><p><strong>1. UDF正常編譯流程</strong></p><p><br></p><p>第一步：配置環境變量，參考公眾號文章<a href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwMTAyNTc0Mw==&mid=2247483827&idx=1&sn=29963c6a8bfa7b0b7abd7d490bc300f9&chksm=c0ba5b13f7cdd2052f569bb77174b53946ae3d7cfbe119947caa07dbc9ec041b8bf2c3540cd1&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">十.Fluent環境變量的配置</a></p><p>第二步：驗證環境變量是否成功</p><p>第三步：進行UDF編譯</p><p> </p><p><strong>2. 配置環境變量</strong></p><p><br></p><p><strong>2.1 編譯型VS解釋型</strong></p><p><br></p><p>推薦大家使用編譯型UDF</p><p> </p><p>有些同學為了方便省事，想直接用解釋型UDF，這樣就不用配置環境變量了。解釋型的UDF與編譯型UDF在UDF的編寫上沒有任何不同，只是將UDF加載到Fluent中的方式有所不同。
展開 
關于UDF介紹（一）
關于UDF介紹（一）
UDF簡介
什么是UDF
用戶自定義函數，或UDF，是用戶自編的程序，它可以動態的連接到FLUENT求解器上來提高求解器性能。用戶自定義函數用C語言編寫。使用DEFINE宏來定義。UDF中可使用標準C語言的庫函數，也可使用FLUENT提供的預定義宏，通過這些預定義宏，可以獲得FLUENT求解器得到的數據。
UDF使用時可以被當作解釋函數或編譯函數。解釋函數在運行時讀入并解釋。而編譯UDF則在編譯時被嵌入共享庫中并與FLUENT連接。解釋UDF用起來簡單，但是有源代碼和速度方面的限制不足。編譯UDF執行起來較快，也沒有源代碼限制，但設置和使用較為麻煩。
為什么要使用UDF
一般說來，任何一種軟件都不可能滿足每一個人的要求，FLUENT也一樣，其標準界面及功能并不能滿足每個用戶的需要。UDF正是為解決這種問題而來，使用它我們可以編寫FLUENT代碼來滿足不同用戶的特殊需要。當然，FLUENT的UDF并不是什么問題都可以解決的，在下面的章節中我們就會具體介紹一下FLUENT UDF的具體功能?，F在先簡要介紹一下UDF的一些功能：
l 定制邊界條件，定義材料屬性，定義表面和體積反應率，定義FLUENT輸運方程中的源項，用戶自定義標量輸運方程（UDS）中的源項擴散率函數等等。
l 在每次迭代的基礎上調節計算值
l 方案的初始化
l （需要時）UDF的異步執行
l 后處理功能的改善
l FLUENT模型的改進（例如離散項模型，多項混合物模型，離散發射輻射模型）
UDF基礎
1、單元（Cells），面（Faces），區域（Zones）和線程（Threads）
單元和單元面被組合為一些區域（zones），這些區域規定了計算域（例如，入口，出口，壁面）的物理組成。
展開 五十七、Fluent UDF自定義材料物性參數
因此建議大家不要使用解釋型編譯UDF。
這里還是簡單說一下，下圖為解釋型界面，直接點擊Browse，選中寫好的UDF，然后點擊Interpret即可。如果UDF沒問題，則不會出現報錯信息。
編譯型UDF界面如下圖，上面有兩個框Source Files和Header Files，Source Files表示源文件，就是編寫好的UDF文件；
Header Files表示頭文件，只有當UDF很復雜，為了使UDF模塊化才需要從這里導入頭文件。UDF自帶了很多頭文件如udf.h，但是這些頭文件不需要從這里導入。
首先點擊Add，選中編寫好的UDF后導入，然后點擊Build，如果UDF沒有問題，則不會出現任何報錯信息（只要控制界面有error，則說明有問題）。
在沒有報錯的前提下，點擊Load，則UDF加載成功。關于UDF報錯問題，建議大家看看文章四十九、五十和五十一。如果沒有報錯，控制臺應該會顯示下面的信息，其中就有各種DEFINE宏的name
5. UDF的使用
不同的DEFINE宏，UDF的使用方式不同。對于DEFINE_PROPERTY宏，定義材料的物性參數。因此使用時，直接在材料物性界面選中即可
Materials--Fluid--air
比如需要修改air的粘度，在Viscosity處選擇user-defined，會彈出右圖，然后選中DEFINE的name就行，點擊OK。
為了方便大家學習交流，我創建了QQ群：466988009，大家可以在其中討論相關的問題，同時我會將所有文章的源文件都放到QQ群中，還會放一些其它的學習文件。歡迎大家加入。
展開 七、Fluent用戶自定義函數（UDF）基礎（1）
圖1.UDF用戶手冊
UDF介紹： 所謂UDF-用戶自定義函數（User-defined functions），學習過編程語言的同學對此應該并不陌生，無論是C語言、JAVA還是Python，自定義函數被廣泛的應用著，它能夠使語言邏輯和代碼的簡潔性大幅度提高。Fluent的UDF有著同樣的功能，但是又不完全相同。
在Fluent中，UDF使用C語言來編寫，因此需要大家有一定的C語言基礎，但是不必過于深入，大家只需要了解基本的格式和語法結構即可，同時需要對指針有一點了解。建議有其他語言基礎的同學花一周的時間學習一下C語言---一周的時間已經足夠了。
UDF特殊性： 接下來我們說一下Fluent UDF的特殊性，實際上即便C語言功底很厲害的高手并不一定能夠寫好UDF，為什么呢？因為Fluent UDF和C語言的自定義函數完全就是兩碼事。它是Fluent封裝好的可以傳遞給求解器的函數，主要由各種宏組成，每個宏有各自的作用。說的通俗易懂一點，其實UDF就是Fluent已經給用戶起好了自定義函數的名字了，用戶達到什么樣的目的，使用相對應的宏就行。類似于我乘坐地鐵去電影院，為了達到去電影院的目的，我使用了名叫地鐵的工具，這里的名字“地鐵”就相當于Fluent中的宏；如果放到C語言中，你可以給“地鐵”起任意名字如“自行車”，這樣會帶來混亂，導致Fluent求解器識別不了你的目的。比如用戶想讓進口流體的速度正弦變化，那么就需要找到能夠修改邊界條件的宏-DEFINE_PROFILE(name, t, i)，然后在里面指定速度函數即可。
圖2.C語言自定義函數
圖3.Fluent UDF
UDF功能： 對于Fluent而言，UDF可以顯著增強其功能，使用UDF你可以做如下的事情：
1.
展開 Fluent UDF為所欲為的后門
<p>大家都知道，Fluent UDF是基于C語言進行編程的。</p><p><br></p><p>C語言數據類型主要有整型int、浮點型float、指針*、數組array[]、結構體struct等。正常來說，既然UDF是以C語言進行編程的，那么UDF中的數據類型也應該是這幾種才對，而不能無中生有搞出其他數據類型來。</p><p><br></p><p><br></p><p>UDF常用的數據類型如下：</p><p><br></p><p>1. 實數（real）：</p><p>實數是Fluent UDF中最常用的數據類型之一，用于存儲浮點數值。實數通常用于定義物理量，如速度、壓力、溫度等。具體是單精度還是雙精度，取決于Fluent軟件打開界面有沒有勾選雙精度。</p><p><br></p><p>2. cell_t：</p><p>cell_t是一個代表單元的整數據類型。在Fluent中，單元通常指的是三維空間中的體單元。cell_t類型用于訪問單元的幾何和物理特性。
展開 CATIA UDF之陣列復制Loop
前面已經給大家詳細的講述了UDF的創建方法，通過UDF可以大大減少我們重復建模的次數和時間，但是如何將UDF進行批量的復制則需要我們用到另外一種命令Loop來實現。例如下面這個實例，在螺旋線上均勻分布了35個球體，而且從上至下球體的大小逐漸增大；顯然通過UDF可以實現不同位置的單個球，但是要一次實現所有的球陣列復制出來，就需要我們結合Loop的命令實現，本文將詳細介紹Loop的創建過程。
Step 1 ： 首先創建需要用到的參數：Number（控制球體的個數），Ratio(球體在曲線的位置)，R（球體的半徑）
創建輸入幾何圖形： 螺旋線
創建輸出的UDF幾何圖形：點（點在曲線上），球面（點和半徑），封閉曲面實體化
并將比例Ratio和球徑R分別用公式將參數一一關聯起來
Step 2 ： 創建UDF模板，點擊特征樹上的 點、球面、球體以及參數Ratio和R作為內部組件，直到右側僅出現輸入組件螺旋線說明創建成功
同時注意切換到參數對話框，將Ratio和R務必激活為Yes狀態，創建完成后可以修改UDF屬性名稱，特征樹知識模板組下面會出現剛才創建的UDF特征，其控制參數也在下面
Step 3 ： 創建Loop語句 ：
切換到知識工程顧問模塊下面，如下所示，打開Loop命令
如下圖所示，將對應的參數加入列表
1. Input列表：將UDF特征模板和Number參數加入進來，注意所有Loop語句中出現的變量參數需要加入至列表中
2. Input Name ： 可以自定義修改Input列表中的出現的參數名稱，且名稱必須與下面語句引用的完全一致，否則出錯。
3.
展開 Proe（Creo）如何使用UDF?
下面簡單介紹如何在實際操作中使用UDF。
方法：
一、創建UDF文件
1.新建一個零件文件。
2.點擊【拉伸】，創建一個500X500X20的長方體。
3.點擊【基準坐標系】工具，點擊長方體的上表面。
將上圖兩個綠色的方框拖到長方體的側面上，如下圖，尺寸任意。
4.創建基準平面。點擊【基準平面】，再點擊上一步創建的基準坐標系。分別創建如下三個平面。
5.點擊【拉伸】，選擇DTM3作為草繪平面，創建如下的拉伸特征，尺寸自定。
6.對上一步的拉伸特征進行拔模。
7.點擊【輪廓筋】，創建如下的筋特征。
調整箭頭，使筋特征對稱布置。
8.添加孔特征。
10.單擊主菜單【工具】——【UDF庫】，彈出下圖所示UDF菜單管理器。
4.2）單擊上圖所示菜單下的“創建”按鈕，在消息區將會出現下圖所示對話框，提示輸入要創建的UDF的名稱。輸入UDF名稱“udfa“，確認。
4.3）在彈出的UDF選項欄中選擇“單一的”，完成。
4.4)在消息區中對話框中“是否包括零件參照”中選擇“否”，確定。接下來會彈出創建UDF的對話框，如下圖所示。
按住shift鍵選擇模型樹中的CSO和最下面的孔特征即可將這兩者之間的所有特征進行選中。選擇結束后單擊菜單“完成”—“完成返回”菜單。
完成后消息欄會提示輸入參照的提示信息，同時繪圖區域將相應的參照加亮顯示。這里全部默認，點擊勾號。
展開 九、Fluent用戶自定義函數(UDF)基礎(2)-DEFINE_PROFILE
導入UDF文件，一般有兩種方法可以將編寫好的C語言代碼導入到Fluent中。第一種是interpreted解釋型，如圖5，單擊interpreted，出現圖6的界面，單擊Browse選擇編寫好的代碼文件圖7，單擊OK，返回圖8界面，單擊interpret。此時如果控制窗口沒有出現Error字樣，說明UDF沒有問題。</p><p> 還有另一種導入UDF的方法-Compiled編譯型，編譯型方法導入UDF需要首先配置好環境變量，然后與解釋型類似的操作。兩種方法的區別：解釋型相對簡單很多，不必配置環境變量，同時計算過程中消耗內存也較低，但當UDF代碼比較復雜時，或者用到一些高級宏時，解釋型無法正常使用；編譯型需要配置環境變量，計算過程會消耗一定的內存，但是對于任意的UDF都適用。這里由于UDF比較簡單，我們使用解釋型即可</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy9lhibYichCiaxqgYmvB4w57yjR1QFcGZ38JHTiaKsGpz7zKYibrJxcB6SXrYt06bvqWjzsdL9o7syJcrA/640?wx_fmt=png" width="642" style=""></p><p class="ql-align-center">圖5.解釋型UDF</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy9lhibYichCiaxqgYmvB4w57yjhOjA2MjXEV7DlMkLFvn7Mw8L7aqqgAcfZ32IBu6lfcO1bjVx3sMibog/640?
展開 
教ChatGPT編寫Fluent UDF
昨天有
道 友說可以嘗試使用ChatGPT寫Fluent UDF，然后我就試了一下。
為了不為難機器人，這里挑了一個最簡單的。比如經常使用UDF定義隨空間變化的邊界條件，如定義一個入口速度與y坐標成函數關系的邊界條件：
先把家伙事兒都準備好（板凳和ChatGPT），然后開干。
首先我提出自己的需求。
Fluent UDF是Fluent中利用C語言自定義其功能的工具。請編寫一段Fluent UDF程序代碼，定義入口邊界速度為$$v = 2*y+3$$。
”
這里擔心ChatGPT不知道啥是Fluent UDF，所以事先說明了一下，后面讓其編寫UDF。公式可以用$$括起來，這樣ChatGPT能夠將其識別為公式。
ChatGPT輸出為：
代碼中存在很多的問題。不過ChatGPT居然知道先包含頭文件udf.h，也知道需要調用UDF宏DEFINE_PROFILE，而且將入口速度還給命名為inlet_velocity，不止如此，DEFINE_PROFILE宏包含有3個參數也都寫對了。不過下面的實現代碼就慘不忍睹了。
下面人工對其第一次糾錯。
上面的程序存在錯誤。
展開 fluent-UDF-DEFINE_ADJUST宏
3
下面的UDF，名為my_adjust，使用DEFINE_ADJUST計算了整個域的湍流耗散。然后在控制臺中顯示此值。每個迭代調用一次UDF。它可以作為一個解釋或編譯UDF在ANSYS FLUENT中執行。
/
UDF for integrating turbulent dissipation and displaying it in the
console
*/
include "udf.h"
DEFINE_ADJUST(my_adjust,d)
{
Thread t;
/ *Integrate dissipation. */
real sum_diss=0.;
cell_t c;
thread_loop_c(t,d)
{
begin_c_loop(c,t)
sum_diss += C_D(c,t)*C_VOLUME(c,t);
end_c_loop(c,t)
}
printf("Volume integral of turbulent dissipation: %g\n", sum_diss);
}
展開 【12月26-29日 北京】Fluent動網格技術及UDF二次開發技術專題
工程實例：二維活塞運動
6.局部重構法
1、基本特點 2、算法原理
3、基本設置
① 區域面網格重構 ② 局部面網格重構
③ 2.5D網格重構 ④ 尺度重構間隔
工程實例：存儲分離 工程實例：三維活塞運動
工程實例：不規則活塞運動 工程實例：兩圓柱旋轉
7.尺寸函數及耦合運動
1、尺寸函數算法 2、尺寸函數的GUI
3、尺寸函數使用技巧 4、6DOF耦合運動及原理
5、6DOF求解技巧
工程實例：耦合運動存儲分離
8.UDF基礎
1、1、UDF基礎
① UDF數據類型 ② UDF循環工具
③ 特殊數據類型及工具
2、解釋UDF與編譯UDF 3、UDF一般使用流程
工程實例：基于UDF的二維機翼強迫振動
9.UDF使用實例
1、動網格UDF介紹
① DEFINE_CG_MOTION ② DEFINE_GEOM
③ DEFINE_GRID_MOTION
工程實例：基于UDF的二維機翼強迫振動
10.振動方程數值解法
1、增量形式的振動方程
2、龍格-庫塔法求解振動方程的UDF開發
工程實例：基于UDF的二維機翼流固耦合計算
11.輔助功能及使用技巧
1、用Events功能改變邊界條件 2、定常問題求解
3、非定常計算技巧
① NITA方法加快計算速度
展開 Fluent_UDF環境配置
雖說fluent現在有了和comsol類似的表達式功能，但有些地方還是要用到UDF的（主要是別人的算例用的udf。。。）
udf需要編譯，編譯時udf源文件需要和算例文件在一個文件夾。但在編譯時，可能會出現奇怪的錯誤，分享一下我的踩坑經過。
1、visual c++位置不對，導致fluent編譯時找不到編譯器。
fluent只能用visual c++編譯UDF，所以編譯前需要安裝visual c++。但是，fluent默認visual c++裝在了c盤，所以如果你的visual c++裝在了D盤，fluent就會編譯錯誤，這時，你需要自己指定visual c++的位置，方法自己去b站搜就可以，這里還是建議把visual c++裝在默認位置，這樣不需要任何多余設置。
2、編譯時缺少.lib庫文件。
visual c++裝完后，fluent就可以編譯了，但編譯后控制臺會提示你缺少kernal32.lib文件，這可能是因為udf源文件對于編譯器來說只是個臨時文件，缺少visual c++中完善的引用設置。解決方法就是把所有庫文件都復制到編譯器的默認庫文件夾。
把以下文件夾的所有文件（都是.lib）
C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\um\x64
復制到
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Tools\MSVC\14.28.29910\lib\x64
我們的版本號可能會有所差異，但大體差不多就OK。
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