Fluent UDF指南：使用Nox宏进行时滞过程控制

"本文档介绍了Nox宏在西门子Fluent软件中的应用，特别是用于控制时滞过程的史密斯预估器。Nox宏主要用于定义和计算Nox的产生和减少速率，这些宏定义在sg_nox.h头文件中，并包含在udf.h中。文档还概述了用户自定义函数(UDF)的概念、用途和优缺点，以及在Fluent中的使用方法。" 在Fluent中，Nox宏包括三个主要部分：NOX EQN、NOX FRATE和NOX RRATE。这些宏分别用于标识Nox结构、计算Nox的产生速率和减少速率。其中，ARRH宏是阿列纽斯速率系数，它与化学反应速率相关，特别是在处理涉及温度依赖性的化学反应时非常有用。这些宏使得用户能够更精细地控制和模拟环境中的氮氧化物行为，尤其是在能源、化工和环境工程等领域的流体动力学模拟中。 用户自定义函数(UDF)是Fluent的重要扩展工具，允许用户使用C语言编写自己的函数来补充或定制Fluent的功能。UDF可以定义新的物理模型、边界条件、材料属性、源项和标量输运方程。它们分为解释型和编译型两种，前者在运行时解释执行，方便但速度较慢，后者在编译时嵌入，执行速度快但设置较为复杂。 UDF的应用场景包括但不限于： 1. 自定义边界条件：允许用户创建符合特定需求的边界条件，如复杂流动入口条件或特定的排出口条件。 2. 定义材料属性：对于具有独特热物理性质的材料，可以通过UDF设定。 3. 反应率定义：用户可以指定特定的化学反应速率，如在燃烧或大气污染模拟中。 4. 源项定义：在Fluent的输运方程中添加用户自定义的源项，以反映额外的物理过程。 5. 用户自定义标量输运方程(UDS)：用于模拟非标准物理量的输运。 6. 方案初始化：UDF可以用于在计算开始时初始化某些变量或条件。 7. 异步执行：在某些情况下，UDF可以独立于主计算流程运行，以实现并行计算。 8. 后处理：通过UDF可以扩展Fluent的后处理能力，如自定义输出变量或数据处理。 9. 模型改进：UDF可以用于修改或扩展内置的物理模型，如流体湍流模型、多相流模型或辐射模型。 尽管UDF提供了极大的灵活性，但并非所有问题都能通过UDF解决，比如对Fluent内部算法的改进。由于商业软件的源代码通常不公开，这限制了用户对底层算法的调整。然而，UDF的存在使得Fluent能够更好地适应各种复杂工程问题，提高了软件的适用性和用户满意度。