STARCCM基础培训教程(130页).ppt

STAR CCM 基础培训教程 V2 02 009 所属 CDAJCHINA 目录 Chap 1 STAR CCM 简介Chap 2 STAR CCM 网格功能Chap 3 STAR CCM 计算设定Chap 4 STAR CCM 后处理Chap 5 STAR CCM 的工具 tools Chap 6 一个简单的例子Chap 7 附录 Chap1 STAR CCM 简介 1 1STAR CCM 是什么 1 2STAR CCM 求解问题的过程 1 3STAR CCM 的工作界面 1 4现有的网格功能 1 5现有的物理模型 1 1STAR CCM 是什么 STAR CCM 由CD adapco公司开发 是 下一代的CFD解决方案 强大的网格能力 从面网格 Surfacewrapper 到体网格 先进的物理模型 包括层流 湍流 多相流 气穴 辐射 燃烧 边界层转戾 高马赫流 共轭热传导等等 以及新的热交换器和风扇模型 多面体网格 较少的内存和更快的求解速度 强大的可视化 分析过程中的动态显示 可信赖的结果 STAR CCM solver的稳健性网格兼容性 STAR CD ICEM GridGen Gambit十亿以上的网格处理能力 诞生之初 STAR CCM 就专门为处理大规模网格而设计 STAR CCM makestheTourdeFrancelessofaDrag 1 2STAR CCM 求解问题的过程 准备网格 选择物理模型 输入模型 设定边界条件 设定初始条件 运算 后处理 1 3STAR CCM 的工作界面 STAR CCM 的工作界面 workspace 如下 1 4网格功能 Version2 02 009 和其他网格生成软件的协调性可以输入来自以下网格 pro STARGridgenFluentGambitSTAR CDICEM可以输出到pro STAR进行后处理 面网格面网格工具 SurfaceremesherSurfacewrapperHolefillerEdgezipper特征线提取和编辑工具 体网格3种体网格模型 tetrahedralpolyhedraltrimmed边界层网格模型 prismlayer精细网格调节 Volumesources全局或局部参数设置 网格演化Transform 缩放 平移和旋转对边界 boundaries 和区域 regions 的分裂和合并创建 删除和融合交界面 interfaces 融合内部边界将3维网格转化为2维 表面几何输入可以导入的面网格或几何 dbs pro STARsurfacedatabasemeshfile inp pro STARcell vertexshellinputfile nas NASTRANshellfile pat PATRANshellfile stl Stereolithographyfile 1 5现有的物理模型 Version2 02 009 流动和能量无粘 层流 湍流 气体 液体 固体和多孔介质 共轭传热自由表面 VOF 空化 cavitation 辐射类型的热交换FAN性能曲线修正的动量源项 基本模型空间二维l轴对称三维时间稳态显式非稳态隐式非稳态运动运动参照系模型 刚体运动模型 辐射Surface to surfaceDiscreteordinate 湍流Spallart AllmarasK EpsilonK Omega雷诺应力输运方程壁面处理 Lowy Highy Ally 壁面距离 Exact Approximate 边界层转戾 prescriptiveboundary layertransition 燃烧EddyBreakUp EBU PresumedProbabilityDensityFunction PPDF adiabaticandnon adiabatic Chap2 STAR CCM 网格功能 2 1面网格2 1 1SurfaceWrapper2 1 2SurfaceRemesher2 1 3特征线2 1 4修补工具 holefiller edgezipper 2 2体网格2 2 1Polyhedralmesher2 2 2Tetrahedralmesher2 2 3Trimmer2 2 4prsimlayermesher2 3模型的演化2 4界面的处理 2 1 1surfacewrapper 在导入的CAD数据质量较差时 例如存在 洞和缝隙 错配的边 多重边 multipleedges 折叠尖角 sharpanglefolds 很差的三角形状 如needlescells 交叉 selfintersection 非流形拓扑结构 non manifoldtopology 时 surfacewrapper可以用来提供一个封闭 流形 非交叉的表面 包括 封闭洞 holes 缝隙 gaps 和错配的面 mismatches 去掉双重面 doublesurfaces 除去不需要的内部几何特征 简化表面 除去不必要的细节 提供基于曲率 curvature 临近率 proximity 以及对独立表面的细化 2 1 1 1surfacewrapper的属性选项 Surfacewrapper的属性有3个选项 DocurvaturerefinementDogapclosureDoproximityrefinement缺省情况下 只有Docurvaturerefinement打开 curvaturerefinement gapclosure proximityrefinement在附录中有介绍 2 1 1 2surfacewrapper的全局 global 设定 使用surfacewrapper时 有如下的全局控制参数 basesize gapclosuresize surfacecurvature Pts circle surfaceproximity SearchFloor Pointsinagap surfacesize wrapperfeatureangle andwrapperscalefactor 解释 2 1 1 3surfacewrapper区域 region 设定 在区域 region 这一级 有三个选项来进一步控制包面效果 它们是 volumeofinterestspecification contactprevention smallestwrappingvolume其中体积指定 volumeofinterestspecification 有如下四个选项 external largestinternal seedpoint nthlargest Largestinternal external Seedpoint Nthlargest 解释 有关区域Region和边界 boundary 的概念见附录 2 1 1 4surfacewrapper边界 boundary 设定 在边界 boundary 这一级 对每一个边界 有四个控制参数 customgapclosuresize customsurfacecurvature customsurfaceproximity customsurfacesize 解释 2 1 2surfaceremesher surfaceremesher用来对已有的表面进行再次三角化 以便提高表面三角形质量 为生成体网格做准备 Remeshing的效果主要取决你设定的目标尺度 同时可以提供基于表面曲率 curvature 临近率 proximity 的细化 在每个边界 boundary 可以设定不同的目标尺度 进行局部控制 也可以取消remesher 以便保留原始网格 2 1 2 1surfaceremesher的属性选项 Surfaceremesher的属性有两个选项 DocurvaturerefinementDoproximityrefinement缺省情况下 两个选项都打开 curvaturerefinement proximityrefinement在附录中有介绍 2 1 2 2surfaceremesher的全局 global 设定 使用surfaceremesher时 有如下的全局控制参数 basesize surfacecurvature Pts circle surfacegrowthrate surfaceproximity SearchFloor Pointsinagap surfacesize 解释 2 1 2 3surfaceremesher边界 boundary 设定 在区域 region 这一级 remesher没有控制选项 在边界 boundary 这一级 有如下四个控制参数 customsurfacecurvature customsurfaceproximity customsurfacesize customizesurfaceremeshing 解释 2 1 3特征线 为了抓住想要的几何特征 得到高质量的网格 无论是面网格还是体网格 有必要定义特征线 所有定义为特征线的边 edge 将会在meshing过程中保留 此外 在进行表面修理时 例如补洞 缝合边 也需要事先定义特征线 2 1 3 1创建特征线 STAR CCM 里 可以创建下面五种特征线 sharpedges 创建基于锐边角度值 Sharpedgeanglevalue 的特征线 缺省值为31度 freeedges 将所有的自由边定义为特征线 non manifoldedges 将所有的非流形边定义为特征线 patchperimeters 将patch的周围定义为特征线boundaryperimeters 将边界的周围定义为特征线 2 1 3 2增加特征线 特征线可以按照如下方式手动添加 2 1 3 3编辑特征线 可以对特征线进行编辑 重新分组或删除 2 1 4 面的修补 STAR CCM 里可以利用特征线对表面进行修补 补洞 holefiller 缝合边 edgezipper 2 1 4 1补洞 holefiller 2 1 4 2缝合边 zippingedge 2 2体网格 STAR CCM 有三种体网格模型 tetrahedralmesherpolyhedralmeshertrimmer对以上3种网格模型 都可以同时使用prismlayermesher 以便在近壁区域产生棱柱状边界层网格 使用volumesource 包括长方体 球体 圆柱体 圆锥体 可以对网格密度进行控制当解析结果存在时 生成新的网格后 解析结果会自动映射到新的网格上 2 2 1polyhedralmesh 使用polyhedralmesher产生的网格如下 2 2 2tetrahedralmesh 使用tetrahedralmesher产生的网格如下 2 2 3Trimmedmesh 使用trimmer产生的网格如下 2 2 4prismlayermesh 边界层网格有如下控制参量 边界层层数 边界层厚度 边界层分布 三种方法任选其一 stretchingfactornearwallthicknessthicknessratio Stretchingfactor 相邻两层厚度之比Nearwallthickness 最靠近壁面那一层的厚度Thicknessratio 最外层和最内层厚度之比 2 3模型的演化 2 3 1三维网格转化二维网格2 3 2针对区域 region 的演化2 3 2 1区域的缩放2 3 2 2区域的平移2 3 2 3区域的旋转2 3 2 4区域的合并2 3 2 5区域的分割2 3 3针对边界 boundary 的演化2 3 3 1边界的合并2 3 3 2边界的融合2 3 3 3边界的分割2 3 3 4边界的投影 2 3 1 三维网格转化二维 导入三维网格后 任何位于Z 0平面的边界 boundary 都可以被抽取出来 然后作为二维网格来计算 2 3 2 1区域的缩放 2 3 2 2区域的。