基于VC和Fluent开发油罐目标温度场求解软件(2)
其实，油罐只是地面目标的一类特殊模型。根据热辐射规律，斯蒂芬-波尔兹曼定律[5]， ，式中E为物体的全波长发射功率，ε为物体的表面发射率，σ为玻尔兹曼常数，T为物体的绝对温度。可知地面目标的红外辐射特性主要由其表面温度和表面发射率决定，其中表面温度起更重要的作用[6]。通过研究分析地物的温度场还可以得到其红外辐射特性，这一点在军事技术方面也有重要的拓展应用，例如可以用来探测、识别和攻击目标。
在温度场研究领域，油罐的温度可以通过人工测量来实现，也可以通过商用软件来实现温度模拟，还可以结合参数的经验公式以及控制方程编程进行数值计算。近年来，利用CFD等商用软件实现地面目标的温度场数值模拟的例子越来越多。其中，Fluent软件，作为模拟具有流体流动及热传导的计算机程序，是使用最广泛的[7]。然而Fluent软件在设置材料参数，数学模型，边界条件等方面的过程比较复杂，针对性不高。若加上用户自定义函数（UDF），则会增加操作难度，关联文件存储位置不当时容易出现闪退的问题。考虑到Fluent软件是用C语言编写的，提出利用VC编写MFC简单界面，令Fluent作为后台运行，对其二次开发，实现二者交互。
1.2 国内外研究现状
1.2.2 基于VC和Fluent数值模拟软件开发的研究
Fluent二次开发的研究涉及到计算机软件开发、化学燃烧等多方面的应用。例如，开发一个用户自定义函数（UDF），它可以被动态连接到Fluent求解器中，有定制边界条件、改善初始化条件、改进模型等多项功能[18]。如果用户有CHEMKIN格式的气相化学反应机制，也可导入Fluent中进行编辑，且在此之前根据用户需求编辑CHEMKIN机制文件[19]。除此之外，用VC编写更加人性化的操作界面，以调用Fluent，还可以根据用户所需，编写求解温度场，流场以外的计算器，与Fluent软件相结合。
赵志明[4]用实验和软件模拟两种方法分别研究了油品的温降理论模型，用C#语言编制原油温降速率计算器软件，在此基础上应用Fluent对原油降温过程进行数值模拟，监测个别点温度变化情况，并与实验结果进行分析，得出浮顶油油罐内主要的热量传递是自然对流。
胡祥敏等[20]提出了通过改变VC开发环境，在程序中增加宏来实现面向对象的开发，为用户使用MFC以及其他库（如ObjectARX）来加快开发过程，提供了面向对象编程的方法，并以开发高压气淬火过程的数值模拟软件为例，用Fluent计算气体流场、温度场和金属温度场。
黄鹏等[21]开发了基于Fluent和FEPG的高压气体淬火过程数值求解软件，提出了用软件二次开发编写Fluent子程序的方法，并表示C++开发子程序可扩展软件的适用范围提高计算精度等多方面的优点，还提出可以用微软的MFC等提供的库函数，简化升序的编写。
1.3 研究内容
查阅文献后，了解到本课题的选题背景为建立地面目标（油罐）的温度场数学模型以及基于VC和Fluent的软件开发研究。油罐几何结构模型相对较简单，但是需要考虑的外部影响因素较多，因此在选取边界条件以及物理模型的时候需要对其简化，尽量忽略次要因素的影响。在Fluent二次开发的过程中，重点是理解日志文件中的语言结构并用VC实现修改日志文件内容，并编写打开Fluent软件的代码。因此，本课题的工作内容主要有以下几个部分：
（1） 查找资料，了解油罐的结构模型，并确定油罐的几何尺寸以及各项材料的物性参数，以及相关的边界条件。对油罐模型进行分析，简化模型，利用ICEM CFD软件建立简化后的几何三文图，并画出非结构网格；