Fluent批处理与日志文件(.jou, .scm)编写技巧

使用Fluent进行批处理操作包含两部分内容： 1. 确定要改变的参数，编写.jou文件或者.scm文件 2. 编写.bat文件 下面就这两部分内容进行阐述。

1 计算环境与例程

本文的计算环境为fluent 2022 R1。为了清晰说明相关操作，本文以计算某翼型在不同迎角的流场为例，进行说明。

在.cas文件中设置好不需要改变的参数，包括Vicous model，Materials, Reference Values等。需要变化的参数包括迎角  α \alpha α和来流速度  U t U_t Ut​。

在ansys 19.0及之后的版本中出现了Named Expressions选项卡，一些参数( α \alpha α和 U t U_t Ut​)及它们之间的计算可以在这里定义并应用在Boundary Conditions中，如下两幅图所示。

Named Expressions选项卡下的参数可以导出到.tsv文件，当然也可以读入其他.tsv文件的内容。此外，如果需要记录计算过程，则还需设置Report Definitions和Report Files来记录CL和CD的计算过程。

2 .jou和.scm文件的编写

编写jounal文件有三种方式，下面分别说明。

2.1 手动改变参数，自动记录jounal文件

通过File–>Writer–>Star Jounal–>输入文件名：name.jou–>OK开始记录操作，记录完成后再File–>Writer–>Stop Jounal停止记录。此时所有操作都已经记录在.jou文件中。如下代码包含了读cas，读tsv，初始化，计算，写cas和dat的整个过程。可以继续往下写下一个计算流程来计算不同的 α \alpha α(读不同的.tsv文件)下的流场。可以看出，这种做法的代码的可读性非常差，并不能一眼找需要改变的参数。因此并不推荐这种做法。

(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*ReadSubMenu*Case...")
(cx-gui-do cx-set-file-dialog-entries "Select File" '( "naca0015_middle.cas") "All Files (*)")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Setup|Named Expressions"))
(cx-gui-do cx-activate-item "NavigationPane*List_Tree1")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Setup|Named Expressions"))
(cx-gui-do cx-activate-item "Expression Manager*PanelButtons*PushButton3(Import)")
(cx-gui-do cx-set-file-dialog-entries "Select File" '( "AOA2.tsv") "TSV Files (*.tsv)")
(cx-gui-do cx-activate-item "Expression Manager*PanelButtons*PushButton1(Close)")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Solution|Initialization"))
(cx-gui-do cx-activate-item "NavigationPane*List_Tree1")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Solution|Initialization"))
(cx-gui-do cx-set-list-selections "Solution Initialization*Table1*DropDownList1(Compute from)" '( 3))
(cx-gui-do cx-activate-item "Solution Initialization*Table1*DropDownList1(Compute from)")
(cx-gui-do cx-activate-item "Solution Initialization*Table1*Frame9*PushButton1(Initialize)")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Solution|Run Calculation"))
(cx-gui-do cx-activate-item "NavigationPane*List_Tree1")
(cx-gui-do cx-set-list-tree-selections "NavigationPane*List_Tree1" (list "Solution|Run Calculation"))
(cx-gui-do cx-activate-item "Run Calculation*Table1*Table6(Solution Advancement)*Table1*PushButton1(Calculate)")
(cx-gui-do cx-activate-item "Information*OK")
(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*WriteSubMenu*Case & Data...")
(cx-gui-do cx-set-file-dialog-entries "Select File" '( "naca0015_AOA2") "Legacy Compressed Case/Data Files (*.cas.gz *.dat.gz )")

2.2 编写TUI脚本文件

下面的代码实现了与上一节的代码相近的功能，但是简洁的多。可以复制(exit之前的部分)之后改变 α \alpha α的值，继续写下一个计算流程。注意，确保exit & yes在只最后出现。

/file/read-case naca0015_middle.cas
/define/named-expressions/edit "alpha" definition "2[deg]"
q
/solve/set/p-v-coupling 24
/solve/report-files/edit/report-file file-name "AOA2"
q
/solve/initialize/compute-defaults/velocity-inlet inlet
q
/solve/initialize/initialize-flow
/solve/iterate 500
/file/write-case-data naca0015_AOA2.cas.gz

exit
yes

对于查找需要的TUI命令，可以在quick search框搜索关键词，点击相应代码即可自动复制到Console控制台。以及在Console控制台寻找可用的下级命令。注意，q是退出当前命令。务必尝试命令的效果后再写入.jou文件。可以开启代码自动补全功能（File–>perference–>Appearance–>勾选Console auto-completer）。以下三图说明了相关操作。


   ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/300ce31fc21d4e8ebf950cb56d38db29.png

2.3 编写.scm文件

TUI命令虽然足够简洁易懂，但缺少流程控制来应用重复工作。Scheme是一个完整的语言，具备相应的数据结构和流程控制等功能。

通过Scheme语言的for-each和lambda表达式，下面的代码实现了多个 α \alpha α顺序仿真的流程。显然，Scheme可以将TUI命令作为封装的文本命令来执行，这模拟了在Console控制台键入命令的过程，包括了\n作为换行符的enter键的操作。可以对比上一节代码来看。注意，.scm文件也可以直接写TUI命令，如第一行读cas的命令和最后两行退出模拟的命令。

/file/read-case naca0015_middle.cas

(define list_alpha '(2 6 10 12 13 14 15 16 18 20))

(for-each
    (lambda (x) (ti-menu-load-string (string-append "/define/named-expressions/edit \"alpha\" definition \"" (number->string x) "[deg]\"\nq\n"
                                       "/solve/set/p-v-coupling 20\n"
                                       (string-append "/solve/report-files/edit/report-file file-name \"AOA" (number->string x) "\"\nq\n")
                                       "/solve/initialize/compute-defaults/velocity-inlet inlet\n"
                                       "/solve/initialize/initialize-flow\n"
                                       "/solve/iterate 7000\n"
                                       (string-append "/file/write-case-data naca0015_AOA" (number->string x) ".cas.gz")
                                       )
                 )
    ) list_alpha
)
exit
yes

当然，Scheme的功能远不止于此，fluent的二次开发是一个复杂的过程，本人根据需要只探索了这一点功能。

有一本电子书介绍了在fluent中调用Scheme命令的方法和其他功能：
「Fluent-Scheme简明中文手册(有书签).pdf」

3 编写.bat文件

.jou和.scm文件可以由fluent图形界面中读取：File–>read–>Jounal或Scheme，然后在GUI界面看运行情况。如果不想在GUI界面运行则可以在window命令行中运行。注意，必须将fluent加入环境变量中。

下面的代码是用14核处理器，调用scheme.scm文件，进行二维仿真的命令。

fluent 2d -g -t14 -i scheme.scm

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