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1、STAR-CCM+ 基础培训教程(V 2.02.009),所属：CDAJ CHINA,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,Chap 1. STAR-CCM+简介,1.1 STAR-CCM+是什么? 1.2 STAR-CCM+ 求解问题的过程. 1.3 STAR-CCM+ 的工作界面. 1.4 现有的网格功能. 1.5 现有的物理模型.,1.1 ST
2、AR-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（Surface wrapper）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
3、设计。.,STAR-CCM+ makes the Tour de France less of a Drag,1.2 STAR-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,1.3 STAR-CCM+ 的工作界面,STAR-CCM+ 的工作界面(workspace)如下:,1.4 网格功能 (Version 2.02.009),和其他网格生成软件的协调性 可以输入来自以下网格: pro-STAR Gridgen Fluent Gambit STAR-CD ICEM 可以输出到pro-STAR进行后处理,面网格 面网格工具: Surface
4、 remesher Surface wrapper Hole filler Edge zipper 特征线提取和编辑工具,体网格 3种体网格模型: tetrahedral polyhedral trimmed 边界层网格模型： prism layer 精细网格调节： Volume sources 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-STAR surf
5、ace database mesh file .inp - pro-STAR cell/vertex shell input file .nas - NASTRAN shell file .pat - PATRAN shell file .stl - Stereolithography file,1.5 现有的物理模型 (Version 2.02.009),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
6、非稳态 运动 运动参照系模型# 刚体运动模型,辐射 Surface-to-surface Discrete ordinate,湍流 Spallart-Allmaras K-Epsilon K-Omega 雷诺应力输运方程 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) 壁面距离 (Exact, Approximate) 边界层转戾（prescriptive boundary-layer transition）,燃烧 Eddy Break Up (EBU) Presumed Probability Density Function (PPDF), adiabatic and non
7、-adiabatic,Chap 2. STAR-CCM+ 网格功能,2.1 面网格 2.1.1 Surface Wrapper 2.1.2 Surface Remesher 2.1.3 特征线 2.1.4 修补工具（hole filler, edge zipper) 2.2 体网格 2.2.1 Polyhedral mesher 2.2.2 Tetrahedral mesher 2.2.3Trimmer 2.2.4 prsim layer mesher 2.3 模型的演化 2.4 界面的处理,2.1.1 surface wrapper,在导入的CAD数据质量较差时, 例如存在: 洞和缝隙; 错
8、配的边; 多重边(multiple edges); 折叠尖角(sharp angle folds); 很差的三角形状 (如needles cells); 交叉(self intersection); 非流形拓扑结构(non-manifold topology) 时, surface wrapper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(double surfaces), 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)
9、以及对独立表面的细化,2.1.1.1 surface wrapper的属性选项,Surface wrapper的属性有3个选项: Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement 缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开,curvature refinement, gap closure, proximity refinement 在附录中有介绍,2.1.1.2 surface wrapper的全局(global)设定,使用surface wrapper时,有如下的全局控制参数: base
10、size; gap closure size; surface curvature(#Pts/circle ); surface proximity (Search Floor, # Points in a gap); surface size; wrapper feature angle; and wrapper scale factor,解释,2.1.1.3 surface wrapper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: volume of interest specification; contact prevention
11、; smallest wrapping volume 其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项: external; largest internal; seed point; nth largest,Largest internal,external,Seed point,Nth largest,解释,有关区域Region和边界(boundary)的概念见附录,2.1.1.4 surface wrapper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: custom gap closure
12、 size; custom surface curvature; custom surface proximity; custom surface size,解释,2.1.2 surface remesher,surface remesher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.
13、1 surface remesher的属性选项,Surface remesher的属性有两个选项: Do curvature refinement Do proximity refinement 缺省情况下, 两个选项都打开,curvature refinement, proximity refinement 在附录中有介绍,2.1.2.2 surface remesher的全局(global)设定,使用surface remesher时,有如下的全局控制参数: base size; surface curvature(#Pts/circle ); surface growth rate; s
14、urface proximity(Search Floor, # Points in a gap); surface size,解释,2.1.2.3 surface remesher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: custom surface curvature; custom surface proximity; custom surface size; customize surface remeshing,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
15、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: sharp edges 创建基于锐边角度值(Sharp edge angle value)的特征线 (缺省值为31度); free edges 将所有的自由边定义为特征线; non-manifold edges 将所有的非流形边定义为特征线; patch perimeters 将patch的周围定义为特征线 boundary
16、perimeters 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 (hole filler) 缝合边 (edge zipper),2.1.4.1补洞 (hole filler),2.1.4.2缝合边 (zipping edge),2.2 体网格,STAR-CCM+有三种体网格模型: tetrahedral mesher polyhedral mesher trimmer 对以上3种网格模型, 都可以同时使用prism layer mesher, 以便在近壁区域产生棱柱状边界层网格. 使用volume source (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.,2.2.1 polyhedral mesh,使用polyhedral mesher产生的网格如下:
