145、UDF编译能过但是一算就崩的几大原因

前两天有同学在交流群里问：自己的UDF编译顺利、Load正常，但是一点击计算或者初始化，Fluent 就闪退、报错，控制栏出现The f1 process could not be started

实际上我们在文章九十三、Fluent 出现The f1 process could not be started怎么办？？简单提过这个问题的原因，今天来详细分析一下

我们都知道如果在UDF中写错了代码，在Fluent编译时会出现错误提示，以便我们检查UDF代码。

比如下面报错信息提示我们第8行、第12行和第17行代码有问题

如果你的UDF编译完全通过，Fluent没有任何报错，但是只要你一使用这个UDF(如初始化或点击计算)，Fluent就会立刻崩溃掉，并出现The f1 process could not be started。

这种情况的原因五花八门，但都可以总结成一个原因：UDF和Fluent就像一对情侣，假设为A和B，A承诺要给B一些东西(比如礼物、数据)，但当B真的问A要时，A却给不了，关系自然就崩了。

 

可能是UDF给不了Fluent一些数据，也可能是Fluent给不了UDF想要的，总之是他们闹掰了，倒霉的是我们！！下面我们就详细说说可能出现的几种情况

最常见的崩溃原因，没有之一!

很多同学在UDF里定义了用户自定义内存(UDM)来存储一些中间变量，比如：

C_UDMI(c,t,0) = C_T(c,t);

但是使用UDM的前提是必须在Fluent里分配UDM，且分配的数量要 ≥ 你代码里用到的最大索引+1

在Fluent界面：Define → User-Defined → Memory，设置好你需要使用的UDM数量。 

为什么会崩？没有分配内存就访问C_UDMI(c,t,i)，相当于访问了一个不存在的地址，程序直接seg fault。也就是UDF在计算过程中想要获得获得一些地址的数据，但是Fluent给不了。

注：如果你的UDF用到了5个UDM变量(索引0-4)，那就至少分配5个UDM。宁可多分配也别少分配！

比如我分配了2个UDM内存，但UDF中使用到了C_UDMI(c,t,4)

编译没有任何问题

但我只要执行这个UDF，就会立刻崩溃掉。此时只能关闭Fluent，重新打开。

如果你的UDM 使用是正确的，多相流线程获取问题也是非常容易出错的地方。这其实也是多相流UDF最大的难点。

在多相流模拟中，每个相都有自己的线程(thread)，如果你在主相的线程上 访问次相的数据，有些时候是没问题的，虽然你获得的数据可能是错误的，但并不会出现崩溃。实际上这种错误反而更危险，因为你不知道自己是错的

 

真正会出现崩溃的情况是，UDF想要数据但问错了人，本来应该问主相要数据的，却在mixture线程上要数据，但mixture线程上根本就没有这个数据，Fluent自然无法将数据返回给UDF，只能崩溃。感觉Fluent的情绪不太稳定，动不动就崩溃！！

比如多相流问题，主相和次相上都有体积分数，通过C_VOF(c, t)宏可以获取，但UDF非要在mixture线程上获取相体积分数，完整代码如下，其中d = Get_Domain(1)获取的是混合相的Domain，问题就出在这里。

#include "udf.h"DEFINE_ON_DEMAND(on_demand_calc){  Domain* d;   Thread* t;  cell_t c;  d = Get_Domain(1);   thread_loop_c(t, d)  {    begin_c_loop(c, t)    {      real vof = C_VOF(c, t);    }    end_c_loop(c, t)  }}

最后一运行ON_DEMAN宏，Fluent还是崩溃

这个问题和上一个属于难兄难弟，都是多相流带来的麻烦。

很多同学搞不清phase domain ID和phase index的区别，可能会导致UDF出现错误。 两者的区别我在UDF进阶课里面详细讲解过，并给出了小技巧，看过的同学基本上不会再犯这种错误。

UDF搞错ID号也会直接崩溃掉，比如Fluent里面设置了两相流，但是UDF非要问Fluent要第三相的数据。

实在没办法，只能崩溃给你看看，谁让你乱提要求的。

还是刚才的代码，d = Get_Domain(1)获取的是混合相的Domain。现在我们让d = Get_Domain(4)，让UDF获取ID=4相的Domain，但实际上我们的多相流相ID最大只等于3。

UDF想要的数据没有找到，如果运行这段代码，还是会崩溃掉。

注：

一些同学会想当然的认为，相ID号是连续的，甚至认为ID号从1开始，依次类推。但实际上并非如此。ID号只能通过界面查看，没有规律可言。

这个问题和多相流ID错误一样，都是UDF要数据找错地方了。相较于多相流ID号来说，边界条件ID不会让人那么混淆。我们可以直接在边界条件界面看到ID号

边界条件ID一般通过下面的语句来使用，比如上图中，如果你想获取top边界的数据，那你就需要将下面代码中的ID号设置为7。

Thread *thread = Lookup_Thread(domain, ID);

如果你设置的ID号不存在，虽然编译没有问题，但Fluent会崩溃。

Fluent提供了很多便捷的宏，但有些宏使用时需要特别小心，尤其是那些涉及梯度计算的宏。

比如很多同学都会使用到的C_YI_G(c,t,i)质量分数梯度，使用这个宏时需要先输入文本控制命令：

(rpsetvar 'species/save-gradients? #t)

如果你不输入这段代码，Fluent就会崩溃。

对于常规梯度宏的使用也比较复杂，UDF进阶课中有一节课详细介绍了梯度宏的使用，感兴趣的同学可以看看。

 

除了梯度宏外还有一些其他宏的使用需要注意，比如我以前出错的问题，使用C_D(c, t)时，湍流模型必须为k-e模型。我在k-w模型中使用，编译正常，但一计算就会崩溃，最后才发现这个问题。

再比如：

• C_YI(c,t,i)在非预混/部分预混模型中不可用

• C_P_G(c,t)仅适用于基于压力的求解器
  
  

还有很多其他宏的注意事项，需要大家自己用的时候注意

还是回到我们开头说的，UDF崩溃的根本原因通常是内存访问错误或数据未就绪。

我们可以按照下面的顺序进行初步排查：

UDM分配了吗?多相流线程获取对了吗?Phase ID用对了吗?边界条件ID正确吗？梯度宏可以安全使用吗?

当然，还有很多其他的情况会导致UDF运行崩溃，这里只给出几个很常见的原因，大家可以先依次排查一遍，先定位到错误的代码行，然后再修改