Fluent UDF【9】：节点数据访问宏

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从今天开始，我们将走入UDF的核心世界，仔细剖析每个宏的使用方法及其使用过程中需要注意的事项。

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辅助宏

前文提过，UDF程序编写的核心内容在于搞明白数据如何获取？数据如何转换？数据如何返回？Fluent提供了众多的辅助宏来实现这三个功能。主要包括：

• 数据访问。主要功能为获取求解器中的数据，如得到单元中的温度、压力、速度等物理量。

• 循环控制。主要提供遍历搜索功能。如设置边界条件数据，则需要利用循环控制宏遍历所有的边界面。

• 向量操作宏。主要提供一些向量运算操作。

• 输入输出宏。提供与外部数据交互的能力。

• Scheme宏。主要用于GUI定制。

数据获取宏的内容很多，包括各种节点数据、网格单元数据、网格面数据、网格链接关系数据、索引数据、时间相关数据、物性数据等。本文描述其中的部分内容，剩余部分在后续文章中逐渐描述。

注意轴对称数据：当计算采用了轴对称模型或轴对称旋转模型时，需要注意利用数据获取宏得到的面数据（如利用宏F_AREA得到的截面面积）均指的是1弧长面积上的数据，如果要得到整个截面上的数据，则需要乘上2PI(可以利用宏M_PI)

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节点数据访问宏

节点宏获取节点信息，如获取节点x,y,z三方向坐标，或获取网格面上的节点数量。

• 获取节点位置信息

获取节点位置包括三个宏，它们在头文件metric.h中被定义。这些宏包括NODE_X，NODE_Y，NODE_Z：

宏	参数类型	返回值
NODE_X	Node *node	返回node的x坐标，real类型
NODE_Y	Node *node	返回node的y坐标，real类型
NODE_Z	Node *node	返回node的z坐标，real类型

说明：此宏使用很简单，不过在使用之前需要定义变量Node *v，然后在循环体中利用宏F_NODE获取节点，之后直接应用宏NODE_X(v)获取节点v的x坐标。

如下程序片段取自DEFINE_GRID_MOTION宏：

{
   Node *v;     
   int n;
   face_t f;
   Thread *tf = DT_THREAD(dt);
   begin_f_loop(f,tf)
   {
       f_node_loop(f,tf,n)
       {
           v=F_NODE(f,tf,n);               
           if(NODE_X(v)>0.2)
           {
              ...
           }
        }
    }
  end_f_loop(f,tf);
}

• 获取面上节点数量

宏F_NNODES可用来获取面上节点的数量信息，该宏在头文件mem.h中定义。

宏	参数类型	返回值
F_NNODES(f,t)	face_t f Thread *t	返回节点数量，int类型

此宏的使用更简单，直接在面循环体内调用即可，也可以在cell循环体内使用。

{  
  int number;
  face_t f;
  Thread *tf = DT_THREAD(dt);
  begin_f_loop(f,tf)
  {
      number = F_NNODES(f,tf);
  }
  end_f_loop(f,tf);
}

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mem.h头文件

网格信息访问宏大多数放置在mem.h头文件中，更多关于节点访问的宏可以在此文件中找到。该文件位于Fluent安装目录下..\ANSYS Inc\v180\fluent\fluent18.0.0\src\storage文件夹中。该文件夹中放置了众多辅助宏定义的头文件，有很多在文档中没有解释的宏都可以在这里面找到，有兴趣的可以看看，不过千万不要被里面的内容给吓到。