DEFINE_PROFILE用法介绍（1）

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本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了如何使用DEFINE_PROFILE在ANSYS Fluent中定义自定义边界配置文件或单元格区域条件。可以自定义的变量包括速度、压力、温度、湍流动能、湍流耗散率、质量流量、物种质量分数、体积分数、壁面热边界条件、壳层热生成率、壁面粗糙度、壁面的剪切和应力条件、孔隙度、多孔阻力方向矢量、壁面粘附接触角、源项等。文章还提供了使用DEFINE_PROFILE的示例代码，用于在圆形管道壁上施加随Z轴变化的热通量，并展示了计算结果。需要注意的是，DEFINE_PROFILE只允许修改壁面热流的单个值，对于需要线性化壁面热流源项的情况，需要使用DEFINE_HEAT_FLUX来指定UDF。

01—概述

可以使用DEFINE_PROFILE定义一个自定义边界配置文件或单元格区域条件，该条件随空间坐标或时间而变化。可以自定义的变量如下:

速度，压力，温度，湍流动能，湍流耗散率；
质量流量；
目标质量流量作为流动时间的函数；
物种质量分数(物种输运)；
体积分数(多相流模型)；
壁面热边界条件(温度、热通量、产热率、传热系数、外发射率等等)；
壳层热生成率；
壁面粗糙度；
壁面的剪切和应力条件；
孔隙度；
多孔阻力方向矢量；
壁面粘附接触角(VOF多相流模型)；
源项；
固定的变量；

注意，DEFINE_PROFILE只允许修改壁面热流的单个值。对于ANSYS Fluent没有线性化的显式源项，采用单值计算。如果你想要线性化你的壁面热流源项，并分别考虑传导热流和辐射热流，你需要使用DEFINE_HEAT_FLUX来指定你的UDF。

02—用法

DEFINE_PROFILE (name, t, i)

symbol name：UDF的名字；
Thread *t：指向要在其上应用边界条件的线程的指针；
int i：标识要定义的变量的索引。当你通过图形用户界面将UDF与边界条件对话框中的变量连接时，就设置了i。这个索引随后通过ANSYS Fluent求解器传递到你的UDF，以便函数知道操作哪个变量。
函数返回值：void；

DEFINE_PROFILE通常用于指定边界面区域上的边界条件，但在计算期间也可以用于指定或固定单元区域中流动变量保持不变。

注意，与term source和property udf不同，profile udf(使用DEFINE_PROFILE定义)不是ANSYS Fluent从边界区域中的线程循环中调用的。求解器只将指向与边界区域关联的线程的指针传递给DEFINE_PROFILE宏。你的UDF需要执行以下工作:遍历线程中的所有面，计算边界变量的面值，然后将值存储在内存中。ANSYS Fluent为你提供了一个面循环宏，可以在一个线程中对所有面进行循环(begin_f_loop…)。

F_PROFILE通常与DEFINE_PROFILE一起使用，它是一个由ANSYS Fluent提供的预定义宏。F_PROFILE在内存中为给定的面和线程存储边界条件，并嵌套在面循环中，如下面的示例所示。需要注意的是，索引i是DEFINE_PROFILE的一个参数，它与F_PROFILE的参数是相同的。F_PROFILE使用线程指针t、面标识符f和索引i在内存中设置适当的边界面值。注意，在使用孔隙度配置文件的情况下，还可以使用C_PROFILE来定义这些类型的函数。在多相流情况下，可以多次调用DEFINE_PROFILE UDF(特别是在混合域线程中使用该概要文件时)。如果必须避免这种情况，那么将前缀MP_添加到UDF名称中。然后该函数将只被调用一次，即使它用于多个配置文件。

03—示例

如下图所示，有一根圆形管道，我们需要在管壁施加一个随着Z轴变化的热通量。

Q=8000+10000*Z

UDF代码如下：

#include "udf.h"
DEFINE_PROFILE(wall_heat_flux, thread, position)
{ 
  real x[ND_ND]; /* this will hold the position vector */  
  real z;  
  face_t f;  
  begin_f_loop(f,thread)  
   {   
    F_CENTROID(x, f, thread);    
    z =x[2];   
    F_PROFILE(f, thread, position) = 8000.+10000.*z;  
    }  
    end_f_loop(f, thread)
}

04—计算结果

从上图可以看出，壁面的热通量是随Z轴变化的。

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首次发布时间：2020-05-21