fluent下使用非牛顿流体

1、非牛顿流体：剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。 2、fluent中使用非牛顿流体

a、层流状态：直接在材料物性下设置材料的粘度，设置其为非牛顿流体。 b、湍流状态

fluent在设置湍流模型后，会自动将材料的非牛顿流体性质直接改成了牛顿流体，因此需要做一些修改。最基本的方式有两种：1、打开隐藏的湍流模型下非牛顿流体功能；2，直接利用UDF宏DEFINE_PROPERTY定义 3、打开隐藏的湍流模型下非牛顿流体功能 方法为：

（1） 在湍流模型中选择标准的k-e模型；

（2） 在Fluent窗口输入命令：

define/models/viscous/turbulence-expert/turb-non-newtonian 然后回车。 （3） 输入：y 然后回车。

4、利用DEFINE_PROPERTY宏

A：这是一个自定义材料的粘度程序如下，也许对你有帮助。 在记事本中编辑的，另存为“visosity1.c\" #include \"udf.h\"

DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread) {

real mu_lam; real trial;

rate=CELL_STRAIN_RATE_MAG(cell, thread); real temp=C_T(cell, thread); mu_lam=1.e12; {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830000./rate*log(pow((rate*exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((rate*exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.5634)),0.5));

else if (rate>=1.e5)

trial=128.3*log(pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e8),0.5634)),0.5)); else

trial=1.283e11*log(pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e12),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/1.535146e12),0.5634)),0.5)); }

else if(temp>=855.&&temp<905.) {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830000./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5))*pow(10.,-0.06*(temp-855.)); else if (rate>=1.e5)

trial=243.654*pow(10.,-0.06*(temp-855.)); else

trial=1.47897e10*pow(10.,-0.06*(temp-855.)); }

else if(temp>=905.) {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5)); else if (rate>=1.e5) trial=0.24365; else

trial=1.47897e7; }

if(trial<1.e12&&trial>100.) mu_lam=trial; else if(trial<=1.) mu_lam=1.; else

mu_lam=1.e12; return mu_lam; }

B：在Fluent中使用Herschel-Bulkley粘性模型： /* UDF for Herschel-Bulkley viscosity */ #include \"udf.h”

real T,vis, s_mag, s_mag_c, sigma_y,n,k; real C_1 = 1.0; real C_2 = 1.0; real C_3 = 1.0; real C_4 = 1.0;

int ia ;

DEFINE_PROPERTY(hb_viscosity,c,t) {

T=C_T(c, t);

s_mag = CELL_STRAIN_RATE_MAG(c,t);

/* Input parameters for H-B Viscosity */ if (ia==0.0)

{ C_1 = RP_Get_Real(\"c_1\"); C_2 = RP_Get_Real(\"c_2\"); C_3 = RP_Get_Real(\"c_3\"); C_4 = RP_Get_Real(\"c_4\"); ia = 1;} k= C_1 ; n= C_2 ;

sigma_y = C_3 ; s_mag_c = C_4 ;

if (s_mag < s_mag_c) {vis =

sigma_y*(2-s_mag/s_mag_c)/s_mag_c+k*((2-n)+(n-1)*s_mag/s_mag_c)*pow(s_mag_c,(n-1));} else

{ vis = sigma_y / s_mag + k*pow(s_mag, (n-1));} return vis; }

一. http://www.simwe.com/forum/archiver/tid-814255.html 这是一个自定义材料的粘度程序如下，也许对你有帮助。 在记事本中编辑的，另存为“visosity1.c\" #include \"udf.h\"

DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread) {

real mu_lam; real trial;

rate=CELL_STRAIN_RATE_MAG(cell, thread); real temp=C_T(cell, thread); mu_lam=1.e12; {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830000./rate*log(pow((rate*exp(17440.46/temp) /1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((rate*exp(17440.46/ temp)/1.535146e8),0.5634)),0.5)); else if (rate>=1.e5)

trial=128.3*log(pow((exp(17440.46/temp)/

1.535146e8),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/ 1.535146e8),0.5634)),0.5)); else

trial=1.283e11*log(pow((exp(17440.46/temp)/

1.535146e12),0.2817)+pow((1.+pow((exp(17440.46/temp)/ 1.535146e12),0.5634)),0.5)); }

else if(temp>=855.&&temp<905.) {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830000./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+ pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5))*pow(10.,-0.06 *(temp-855.)); else if (rate>=1.e5)

trial=243.654*pow(10.,-0.06*(temp-855.)); else

trial=1.47897e10*pow(10.,-0.06*(temp-855.)); }

else if(temp>=905.) {

if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)

trial=12830./rate*log(pow((rate*4.7063),0.2817)+ pow((1.+pow((rate*4.7063),0.5634)),0.5)); else if (rate>=1.e5) trial=0.24365; else

trial=1.47897e7; }

if(trial<1.e12&&trial>100.) mu_lam=trial; else if(trial<=1.) mu_lam=1.; else

mu_lam=1.e12; return mu_lam; }

二.在Fluent中使用Herschel-Bulkley粘性模型： /* UDF for Herschel-Bulkley viscosity */ #include \"udf.h”

real T,vis, s_mag, s_mag_c, sigma_y,n,k; real C_1 = 1.0; real C_2 = 1.0; real C_3 = 1.0; real C_4 = 1.0;

int ia ;

DEFINE_PROPERTY(hb_viscosity,c,t) {

T=C_T(c, t);

s_mag = CELL_STRAIN_RATE_MAG(c,t); /* Input parameters for H-B Viscosity */ if (ia==0.0)

{ C_1 = RP_Get_Real(\"c_1\"); C_2 = RP_Get_Real(\"c_2\"); C_3 = RP_Get_Real(\"c_3\"); C_4 = RP_Get_Real(\"c_4\"); ia = 1;} k= C_1 ; n= C_2 ; sigma_y = C_3 ; s_mag_c = C_4 ; if (s_mag < s_mag_c)

{vis = sigma_y*(2-s_mag/s_mag_c)/s_mag_c+k*((2-n)+(n-1)*s_mag/s_mag_c)*pow(s_mag_c,(n-1));} else

{ vis = sigma_y / s_mag + k*pow(s_mag, (n-1));} return vis; }

另外，如果在Fluent中使用了湍流模型，那么Fluent将默认地不允许使用非牛顿流体模型，你的UDF出现CELL_STRAIN_RATE_MAG: undeclared variable这样的错误也可能与此有关，你需要激活在湍流模型条件下使用非牛顿流体模型的选项： 方法为：

（1） 在湍流模型中选择标准的k-e模型；

（2） 在Fluent窗口输入命令：define/models/viscous/turbulence-expert/turb-non-newtonian 然后回车。 （3） 输入：y 然后回车。

关于这个内容，你可以参考我在论坛里发的帖子，Fluent经典文档系列之一 White Paper里面的：Text User Interface and Scheme Commands

以上帖子中的例子请参考：

此主题相关图片如下：