文件fluent_胡言4种Fluent二次开发姿势

江湖传言：Fluent有4种二次开发模式。

这里所提的二次开发，指的是在Fluent的基础上开发新的功能。Fluent是商用闭源软件，提供给用户的是经过编译了的可执行文件，故用户难以对软件的核心功能进行修改。不过Fluent还是提供了一些接口方便用户对其功能进行扩展。

1 UDF/UDS

这是最常见的功能扩展方式。Fluent允许用户利用C语言代码扩充其功能，这包括利用UDF扩充功能，以及利用UDS增添求解器。

UDF在Fluent仿真流程的每一个节点中几乎都可以应用到，如下图所示。

UDF比较常见的用途在于：

• 进行区域初始化。替代Patch实现更加复杂的局部初始化。

• 迭代调整。控制在每一次迭代结束后调整边界或区域的值。

• 源项添加。如为计算区域添加一些能量源、动量源与质量源等。

• 介质属性定义。利用UDF指定介质的一些非线性属性，如指定压力相关的粘度、温度相关的密度等。

• 各种模型参数定义。

如下面的UDF定义了一个随时间正弦分布的速度。

Fluent可以通过解释和编译的方式加载UDF源文件。

2 Scheme开发

可以利用Scheme语言为Fluent仿真流程定义GUI界面。

Scheme通常情况下与TUI及UDF配合一起使用，来完成仿真流程中一些参数指定工作。

如下所示代码：

(define (apply-cb . args)
  (display "clicked OK button! ")
)

(define (update-cb . args)
  (display "dialog box opened! ")
)

(define my-dialog (cx-create-panel "my dialog box" apply-cb update-cb)) ;创建dialog
(define table (cx-create-table my-dialog "input parameter" ));创建table
(define int1 (cx-create-integer-entry table "num1" 'row 0 'col 0));创建int1输入框，其位于第1行第1列
(define int2 (cx-create-integer-entry table "num2" 'row 1 'col 0));创建int2输入框，其位于第2行第1列
(define int3 (cx-create-integer-entry table "num3" 'row 0 'col 1));创建int3输入框，其位于第1行第3列
(define int4 (cx-create-integer-entry table "num4" 'row 1' col 1));创建int4输入框，其位于第2行第2列
(cx-show-panel my-dialog)

可显示如下图所示GUI对话框。

通过GUI收集用户输入的数据信息，再配合TUI及UDF即可实现仿真流程控制。

Fluent可以通过菜单File → Read → Scheme…读取并加载scheme源代码。

3 journal脚本

Fluent可以记录每一步操作的TUI并保存于文本文件中，该文件称之为脚本文件，扩展名为jou。

如下图所示，在Fluent启动界面中激活选项Use Journal File可选择启动过程中运行的jou文件。

也可以在Fluent启动之后，通过菜单File → Read → Journal…读取脚本文件。

• Fluent脚本文件可以通过菜单File → Write → Start Journal…录制脚本文件。

• 通过菜单File → Write → Stop Journal停止录制并保存jou文件

如下所示为录制完成的jou文件片段。

/file/set-tui-version "19.2"
(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*ReadSubMenu*Case...")
(cx-gui-do cx-set-file-dialog-entries "Select File" '( "EX3.cas") "Case Files (*.cas* *.msh* *.MSH* )")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Setup|Models|Viscous (SST k-omega)"))
(cx-gui-do cx-list-tree-right-click "NavigationPane*List_Tree1" )
(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*ModelSubMenu*Realizable k-epsilon")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Setup|Models|Viscous (Realizable k-e, Standard Wall Fn)"))
(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*WriteSubMenu*Stop Journal")

Journal文件可与Scheme混合使用来实现参数化操作，通过构建Jou文件来实现仿真流程控制。

4 进程调用

此方法基本上是一种通用的二次开发方式。利用流行的计算机语言构建GUI界面收集用户输入参数生成特定jou文件，再将jou文件作为参数由Fluent进程调用。

调用模式为：

fluent 3d -g -i journal
fluent 3d -g -wait -i journal
fluent 3d -hidden -i journal

其中：

• fluent：为Fluent进程路径

• 3d/2d：指定Fluent运行的维度

• -g ：指定该选项后fluent将会最小化窗口运行

• -i：指定该参数后可接Jou文件

• -wait：指定该选项后Fluent运行脚本会等待至其完全运行完成

• -hidden：指定该选项后Fluent会隐藏运行直至其完成

有了上面的调用形式之后，就很容易对计算流程进行封装了。

最简单的如Python调用进程：

import os

os.system(‘fluent 3d -hidden -i journal ’)

so easy!

当然如果觉得用python做界面麻烦的话，也可以用C#来做GUI，然后通过下面的函数调用。

private string RunCmd(string command){
  Process p = new Process();
  p.StartInfo.FileName = "cmd.exe"; //确定程序名
  p.StartInfo.Arguments = "/c " + command; //确定程式命令行
  p.StartInfo.UseShellExecute = false; //Shell的使用
  p.StartInfo.RedirectStandardInput = true; //重定向输入
  p.StartInfo.RedirectStandardOutput = true;//重定向输出
  p.StartInfo.RedirectStandardError = true; //重定向输出错误
  p.StartInfo.CreateNoWindow = true; //设置置不显示示窗口
  p.Start();  
  return p.StandardOutput.ReadToEnd(); //输出出流取得命令行结果
}
调用方式：
RunCmd(“fluent 3d -hidden -i journal”);提示

本文来自于未出版书稿《Fluent二次开发指南》，未经允许严禁抄袭！