Fluent UDF编写离散相阻力定律指南

DPM（Discrete Phase Model, 离散相模型）是指在连续相中包含了如固体颗粒、液体颗粒等离散相的流动模型。

在DPM中，Fluent会忽略离散相颗粒间的相互作用，并假定离散相体积分数很小（手册推荐一般不超过10-12%）；Fluent可以选择考虑离散相和连续相之间的交互，即相间动/能量（如果有相变可能还有质量）交换，在相间动量交换的过程中，一个重要的部分就是阻力（曳力）以及阻力系数的选取。

Fluent中已经提供有四个阻力模型，分别是球型阻力模型、非球型阻力模型、斯托克斯-坎宁安阻力模型以及高马赫数阻力模型。

球型阻力模型：这个阻力模型可以看作是对经验公式的拟合，具有很广泛的雷诺数使用范围，阻力系数的值也之和雷诺数有关，该阻力模型的具体信息见文献。

非球型阻力模型：非球型阻力模型需写入形状因子，由于没有用过，所以不太熟悉，也没有去翻文献。

斯托克斯-坎宁安阻力模型：该阻力模型是对斯托克斯阻力模型（著名的雷诺数分之24）的修正，考虑了稀薄气体效应。修正因子的大小与克努森数有关，克努森数已知的情况下，可以得到该阻力定律对应的阻力系数，详细信息见文献：。

高马赫数阻力模型：这个阻力模型我也没有过多关注，感兴趣的同学可以追Fluent手册里的文献过去看看。

如果以上阻力模型都无法满足你的需求，或者说都无法比较准确的表述你算例中粒子在流场中的行为，那么就需要编写新的阻力定律。好在Fluent DPM提供了阻力定律的接口，可以通过UDF进行编写。

我这边编写的环境是Fluent16.0+VS2010，至于各位的Fluent具体能够搭配什么版本的VS，可以在Fluent安装路径中的udf.bat文件查看（右键，编辑）。进行UDF编写前，需要先配置环境，这里推荐的方法是UP主小道士苏区的视频：ansys fluent udf 环境配置真真最简单的方法了两分钟配置好。跟着他做就可以了，注意对应的版本号。

一、只涉及雷诺数的阻力定律

很多阻力定律都只与雷诺数有关，这种阻力定律的编写也十分简单。需要包含的头文件与宏定义如下所示：

#include "udf.h"

DEFINE_DPM_DRAG(drag_name,Re,p)

{

... ...

}

其中drag_name是阻力定律的名字，Re是粒子雷诺数（基于粒子直径以及相间相对速度），p是一个指针，指向包含了被追踪粒子的数据的结构体。

可能是由于Fluent运算的原因，最终我们要返回的值，并不直接是阻力系数Cd，而是18ReCd/24，写的时候需要注意。

如果你的阻力定律真的只涉及雷诺数，那就没什么好说的了，直接照搬UDF手册里的例子，做一些更改就好。