三维多孔介质数值模拟代码.zip_fluentudf_smell62s_三维udf_三维介质_多孔三维

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在IT行业中，数值模拟是一种强大的工具，特别是在解决复杂的流体动力学问题时。"三维多孔介质数值模拟代码.zip_fluent udf_smell62s_三维udf_三维介质_多孔三维"这个压缩包文件包含了一套专门用于模拟三维多孔介质环境中的流体流动的代码。下面我们将深入探讨相关知识点。让我们了解核心概念： 1. **Fluent**：这是ANSYS公司的一款著名的计算流体动力学（CFD）软件，广泛应用于各种工程领域，如航空航天、汽车工业、环境科学等。它提供了用户定义的函数（UDF）功能，允许用户编写自定义的物理模型和求解算法，以处理特定的流体流动问题。 2. **UDF (User-Defined Functions)**：用户定义的函数是Fluent软件中的一个重要特性，用户可以通过C语言编写UDF来扩展Fluent的功能。在这个案例中，UDF被用来实现多孔介质模型。 3. **Smell62s**：这个名字可能是对特定UDF或模型的命名，但没有提供详细信息，可能是指一个特定版本或改进的多孔介质模型。通常，这样的命名可能表示该模型的某个特征或者开发者的名字。 4. **三维UDF**：这里的“三维”指的是模拟的是三维度空间内的流体流动，这意味着模型可以考虑流体在X、Y、Z三个轴向上的运动，这对于理解和预测复杂几何形状中的流动行为至关重要。 5. **多孔介质**：多孔介质是指包含大量微小孔隙的材料，如土壤、岩石、泡沫塑料等。这些孔隙中的流体流动和传递现象是许多工程和自然过程的关键，例如地下水污染、热能传输和污染物扩散等。 6. **三维多孔介质模型**：在Fluent中，多孔介质模型用于模拟流体通过多孔材料的行为。它通常涉及Darcy定律、Forchheimer方程等，这些理论可以帮助我们理解和预测流体在多孔结构中的阻力和流动特性。这个压缩包里的"三维多孔介质数值模拟代码.txt"文件很可能是UDF的源代码，其中包含了实现多孔介质模型的算法和逻辑。用户可能需要具备一定的C语言基础和Fluent UDF编程经验，才能理解和修改这段代码。通过这个代码，用户可以模拟特定多孔介质条件下的流体流动，进行参数调整，以获得更精确的仿真结果。在实际应用中，这样的模型可以帮助工程师优化设计，例如在环保工程中优化污染物去除设备，或者在能源领域中优化热交换器的设计。这个压缩包提供的工具和代码对于研究和解决涉及多孔介质的流体力学问题具有很高的价值。

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三维多孔介质数值模拟代码.zip （1个子文件）

三维多孔介质数值模拟代码.txt 18KB

// 3D_PorousMeida.cpp : Defines the entry point for the console application. //direction of growth D3Q26 //2014/1/12 copyright by luoluobian #include "stdafx.h" #include <iostream> #include <cmath> #include <cstdlib> #include <iomanip> #include <fstream> #include <sstream> #include <string> #include <ctime> using namespace std; //D3Q19 const int Q = 19; int e[Q][3] = { { 0, 0, 0 }, { 1, 0, 0 }, { -1, 0, 0 }, { 0, 1, 0 }, { 0, -1, 0 }, { 0, 0, 1 }, { 0, 0, -1 }, { 1, 1, 0 }, { -1, -1, 0 }, { 1, -1, 0 }, { -1, 1, 0 }, { 1, 0, 1 }, { -1, 0, -1 }, { 1, 0, -1 }, { -1, 0, 1 }, { 0, 1, 1 }, { 0, -1, -1 }, { 0, 1, -1 }, { 0, -1, 1 } }; double w[Q] = { 1. / 3, 1. / 18, 1. / 18, 1. / 18, 1. / 18, 1. / 18, 1. / 18, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36, 1. / 36 }; //定义物理尺寸 const int NX = 60; const int NY = 60; const int NZ = 60; const int M = NX*NY*NZ; //lattice boltzmann method double rho[NX + 1][NY + 1][NZ + 1], u[NX + 1][NY + 1][NZ + 1][3], u0[NX + 1][NX + 1][NZ + 1][3]; double velocity; double f[NX + 1][NY + 1][NZ + 1][Q], F[NX + 1][NY + 1][NZ + 1][Q], feqq[NX + 1][NY + 1][NZ + 1][Q], ftemp[NX + 1][NY + 1][NZ + 1][Q]; int i, j, k, q, ip, jp, kp, n; double c, Re, dx, dy, dz, LX, LY, LZ, dt, rho0, tau_f, niu, omega, error, temp; //QuartetStructureGenerationSet int arrgrid[NX + 1][NY + 1][NZ + 1], solidBoundaryNode[NX + 1][NY + 1][NZ + 1]; double rho_in = 1.0; double rho_out = 0.5; void initilization(); void QuartetStructureGenerationSet(); double feq(int q, double rho, double u[3]); void Evolution(); void outputdata(int m); void Error(); void boundary(); void Macroscopic(); int main() { initilization(); QuartetStructureGenerationSet(); for (n = 0;; n++) { Evolution(); Macroscopic(); boundary(); if (n % 100 == 0) { Error(); cout << "The " << n << " th computation result: The max relative error of uvw is: " << setiosflags(ios::scientific) << error << endl; if (n >= 500) { if (n % 500 == 0) outputdata(n); if (error<1.0e-8) break; } } } return 0; } void initilization() { dx = 1.0; dy = 1.0; dz = 1.0; dt = dx; c = dx / dt; LX = dx*NX; LY = dy*NY; LZ = dz*NZ; tau_f = 1.35; omega = 1.0 / tau_f; rho0 = 0.5; for (k = 0; k <= NZ; k++) { for (j = 0; j <= NY; j++) { for (i = 0; i <= NX; i++) { u[i][j][k][0] = 0.0; u[i][j][k][1] = 0.0; u[i][j][k][2] = 0.0; rho[i][j][k] = rho0; for (q = 0; q < Q; q++) { f[i][j][k][q] = feq(q, rho[i][j][k], u[i][j][k]); } } } } } void QuartetStructureGenerationSet() { double d1_6 = 0.02; double d7_18 = d1_6 / 2.; double d19_26 = d1_6 / 8.; double n = 0.8; double cdd = 0.001; double numtotal_need = (1 - n)*NX*NY*NZ; int numsoild = 0; int Tnumsoild; int soild[M + 1][3]; srand((unsigned)time(NULL)); //第一步，遍历所有网格，生成固相内核 for (i = 0; i <= NX; i++) { for (j = 0; j <= NY; j++) { for (k = 0; k <= NZ; k++) { arrgrid[i][j][k] = 0; soild[numsoild][0] = 0; soild[numsoild][1] = 0; soild[numsoild][2] = 0; if (((rand() % 1000) / 1000.0) < cdd) { arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; numsoild = numsoild + 1; } } } } Tnumsoild = numsoild; //第二步，从固相核向周围26个方向生长 while (Tnumsoild < numtotal_need) { for (int index_soild = 0; index_soild < Tnumsoild; index_soild++) { int index_i = soild[index_soild][0]; int index_j = soild[index_soild][1]; int index_k = soild[index_soild][2]; //1向右方向生长 if (index_j < NY - 1) { i = index_i; j = index_j + 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //2向后方向生长 if (index_i > 0) { i = index_i - 1; j = index_j; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //3向左方向生长 if (index_j > 0) { i = index_i; j = index_j - 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //4向前方向生长 if (index_i < NX - 1) { i = index_i + 1; j = index_j; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //5向上方向生长 if (index_k < NZ - 1) { i = index_i; j = index_j; k = index_k + 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //6向下方向生长 if (index_k > 0) { i = index_i; j = index_j; k = index_k - 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d1_6) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //7向水平方向右前生长 if (index_i < NX - 1 && index_j < NY - 1) { i = index_i + 1; j = index_j + 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //8向水平方向左前生长 if (index_i < NX - 1 && index_j > 0) { i = index_i + 1; j = index_j - 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //9向水平方向右后生长 if (index_i > 0 && index_j < NY - 1) { i = index_i - 1; j = index_j + 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //10向水平方向左后生长 if (index_i > 0 && index_j > 0) { i = index_i - 1; j = index_j - 1; k = index_k; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //11向右上方向生长 if (index_j < NY - 1 && index_k < NZ - 1) { i = index_i; j = index_j + 1; k = index_k + 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //12向右下方向生长 if (index_j <NY - 1 && index_k >0) { i = index_i; j = index_j + 1; k = index_k - 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //13向左上方向生长 if (index_j > 0 && index_k < NZ - 1) { i = index_i; j = index_j - 1; k = index_k + 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { numsoild = numsoild + 1; arrgrid[i][j][k] = 1; soild[numsoild][0] = i; soild[numsoild][1] = j; soild[numsoild][2] = k; } } //14向左下方向生长 if (index_j > 0 && index_k > 0) { i = index_i; j = index_j - 1; k = index_k - 1; if (arrgrid[i][j][k] == 0 && ((rand() % 1000) / 1000.0) < d7_18) { nums