【UDF实例】02：壁面温度分布

1 问题描述

本案例利用UDF指定壁面温度分布。案例模型如图所示。

入口为空气，温度为 300 K，上壁面为绝热，下壁面温度与X坐标相关，描述为：

下壁面温度分布采用UDF进行指定：

#include "udf.h"
#define PI 3.141592654
DEFINE PROFILE(temperature profile, thread, position)
{
  real r[3];
  real x;
  face t f;
  begin_f_loop(f, thread)
  {
    F CENTROID(r,f,thread);
      x = r[0];
      F PROFILE(f, thread, position) = 300.+100.*sin(PI*x/0.005);
  }
  end_f_loop(f, thread)
}

2 读取网格

• 利用菜单File → Read → Mesh读取网格文件

网格如下图所示。

3 开启能量方程

• 右键选择模型树节点Setup > Models > Energy，选择弹出菜单项On

4 编译UDF

本案例的UDF可以采用解释或编译的方式运行。这里采用解释的方式加载。

• 右键选择模型树节点Parameters & Customization > User Defined Funcitons，选择菜单项Interpreted…

• 在弹出的对话框中点击按钮Browse…，选择UDF源文件wallprof.c，点击Interpret解释源文件

5 边界条件设置

5.1 wall-1设置

设置底部壁面温度分布。

• 右键选择模型树节点Boundary Conditions > wall-1

• 切换到Thermal标签页，选择Temperature，设置温度为前文解释得到的UDF，如下图中标志2所示

• 点击OK按钮关闭对话框

5.2 设置速度入口

• 右键选择模型树节点Boundary Conditions > velocity-inlet-1

• 在弹出的对话框中设置Velocity Magnitude为1 m/s

• 点击OK按钮关闭对话框

6 设置残差

降低收敛残差至1e-5。

• 右键选择模型树节点Solution > Monitors > Residual

• 在弹出的对话框中，设置除energy外，其他物理量残差为1e-5

7 初始化

• 右键选择模型树节点Solution > Initialization，选择弹出菜单Initialize进行初始化

8 计算求解

• 鼠标双击模型树节点Solution > Run Calculation

• 右侧面板中设置Number of Iterations为200

• 点击按钮Calculate进行计算

大约计算60多步达到收敛。收敛残差如下图所示。

9 温度场分布

• 右键点击模型树节点Result > Graphics > Contours，选择弹出菜单Edit…

• 在弹出的对话框中，设置Contours of为Temperature及Static Temperature

• 点击Display按钮显示温度分布

显示温度如下图所示。

10 显示底部面温度分布

以曲线形式显示底部面上温度沿X轴分布。

• 右键点击模型树节点Results > Plots > XY Plot，选择弹出菜单Edit…

• 在弹出的对话框中，设置Y Axis Function为Temperature及Static Temperature

• 选择Surfaces列表项为Wall-1

• 点击按钮Save/Plot按钮显示曲线

显示的曲线分布如下图所示。

本案例文件可以在这里自取：【链接：http://pan.baidu.com/s/1geZ3kwb 密码：pyfe】，小伙伴们不妨自己动手尝试一番。