Fluent UDF【10】：网格面数据访问宏

前面介绍了获取节点数据的宏。本文讲解一些关于面数据获取的宏。

这些面相关宏定义在头文件metric.h及mem.h中，并且所有的宏均以F_作为前缀。

注意：面数据获取宏只能用于压力基求解器，并且一些与模型相关的宏，只在当模型被开启后才有效。

Fluent的数据以分层方式保存，如下图所示。最顶级为Domain，其下为Cell，再下为Face，最底层数据为Node。在访问过程中，也是从上往下逐层访问，采用循环遍历的方式。

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F_CENTROID宏

F_CENTROID宏用于网格面心坐标。

• 宏调用形式: F_CENTROID( x , f , t )

• 宏参数:  real x[ND_ND]，face_t f，Thread  *t  

• 参数值获取: 通过x数组获得

此宏通过参数返回值，典型的传址调用。一个简单的示例：

{
    /*定义数组接收坐标参数*/
    real x[ND_ND];
    real y;
    face_t f;
    begin_f_loop(f,t)
      {
       F_CENTROID(x,f,t);
       y = x[1];
       ...
      }
    end_f_loop(f,t)
}

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F_AREA宏

F_AREA宏用于获取网格面的法向向量。在一些求通过某些面的物理量分量时非常有用。在ANSYS Fluent中，边界面的法向通常指向计算域的外部。对于内部面的法向方向，通常利用节点排序采用右手定则进行确定。

• 宏调用形式: F_AREA(A , f , t )

• 宏参数:  real A[ND_ND]，face_t f，Thread  *t  

• 参数值获取: 通过A数组获得

一个简单的片段:

{
  real NV_VEC(A); /*定义向量A*/
  F_AREA(A, f, t);
}

注意：F_AREA宏通过传址调用返回值，参数A可以是数组A[ND_ND]，也可以是向量。如果定义为向量，后面可以很方便的利用向量运算(点积和叉积等)。

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获取边界面流动参数的宏

面参数访问宏的一个主要用途在于访问边界面信息。如获取边界速度、压力、温度等。
如下表所示。

宏定义	参数类型	返回值
F_U(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回u方向速度
F_V(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回v方向速度
F_W(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回w方向速度
F_T(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回面上的温度
F_H(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回面上的焓
F_K(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回面上的湍动能
F_D(f,t)	face_t  f,Thread *t	返回面上湍动能耗散率
F_YI(f,t,i)	face_t  f,Thread *t,int i	返回组分质量分数

这些宏的返回值均为real型。采用返回值的形式获取参数。如下代码片段：

real temperature;
temperature = F_T(f,t);

需要注意，这些宏只有在激活了相应的模型后才有效。如获取湍动能参数宏F_K(f,t)，只有当激活了湍流模型后才可以使用。

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获取内部面参数的宏

有一些宏既可以访问边界面上数据，也可以访问内部面上的数据。比较常用的宏为F_P及F_FLUX。

宏定义	参数类型	返回值
F_P(f,t)	face_t f Thread *t	返回面上压力值，real类型
F_Flux(f,t)	face_t  Thread *t	返回通过面的质量流量，real类型

与前面边界面参数宏使用方法类似。