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1、STAR- CCM+强大的用户自定义功能强大的用户自定义功能 西迪阿特信息科技（上海）有限公司西迪阿特信息科技（上海）有限公司 技术部技术部 简小文简小文 CAE 成本节约和技术革新的关键技术 成本节约和技术革新的关键技术 - 2- 1. 场函数简介场函数简介 n边界条件指定（入口速度随时间，位置，迭代步数等的变化）边界条件指定（入口速度随时间，位置，迭代步数等的变化） n源项指定（动量源项随时间，位置，迭代步数等变化）源项指定（动量源项随时间，位置，迭代步数等变化） n初始条件的指定（自由表面初始界面值指定等）初始条件的指定（自由表面初始界面值指定等） n流体物性的指定（非牛顿流体粘性定义等
2、）流体物性的指定（非牛顿流体粘性定义等） n后处理（获取进出口压力差、后处理（获取进出口压力差、swirl等）等） STAR- CCM+的场函数功能可以实现相当一部分在的场函数功能可以实现相当一部分在STAR- CD中中只只能能使使用用子程序才子程序才能实现的功能能实现的功能。 STAR- CCM+的场函数的场函数=任意任意物理量的变化物理量的变化 不需要用户子程序不需要用户子程序 1.1场函数功能场函数功能 - 3- n场函数有场函数有2种类型：种类型： uScalar：温度、压力等标量值 uVector：速度、应力等矢量值 n场函数构建场函数构建 u可以任意定义用户需要的场函数。 u可以引
3、用已有的场函数 u可以通过Report产生场函数 n变量引用方法变量引用方法 nScalar值 ：$SCALAR nVector值：$VECTOR0，$VECTOR1，$VECTOR2 n数值：Value 1.2场函数类型场函数类型 1. 场函数简介场函数简介 - 4- 1 2 3 1 函数名，在Scalar Scene标尺栏 上的名称。 函数类型。 可以参考Function Name，通 过$Temperature取得温度值。 1.3 Scalar变量引用（例：温度） 1. 场函数简介场函数简介 - 5- 函数名，在Vector Scene标尺 栏上的名称。 1 2 3 1 $Velocit
4、y2 $Velocity1 $Velocity0 z成分 y成分 x成分 可以参考Function Name，速度 的三个分量可以通过$Velocity得 到。 速度分量可以通过以下几种方式 得到： 函数类型。 1.4Vector变量变量引引用（用（例：例：速度）速度） 1. 场函数简介场函数简介 - 6- 相相同同的的过程过程在在STAR-CD里里面面需要通过子程序来需要通过子程序来 实现实现！ 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 通过以下一个简单的模型来说明如何使用场函数功能来求入口和出口的压 力损失，这里对网格生成及模拟条件的详细设定过程省略不做介
5、绍。 入口边界入口边界 出口边界出口边界 场函数能场函数能够够非非常容易常容易取取得！得！ 2.1例题概要例题概要 - 7- 1.通过Report求入口和出口的压力值 2. 通过场函数功能求出压力损失P. P=Pin- Pout 3.生成 Plot Scene 出口边界出口边界 压力值压力值Pout 入口边界入口边界 压力值压力值Pin 2.2操作操作流流程程 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 8- 利用Report功能，求出压力的质量流量平均值。 1 2 3 4 右键点击Reports。 选择New Report Mass Flow Averag
6、ed。 重复以上操作，分别生成两 个值，对应为入口和出口。 右键分别点击两个值，选择 Rename，将名称修改 为Pin和Pout。 2.3通过Report求入口和出口的压力值 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 9- 5 6 对各个Report进行设定 参照左图，设定Pin的属性值。 Scalar选择Pressure Parts选择入口的边界 Units选为Pa 参照左图，设定Pin的属性值。 Scalar选择Pressure Parts选择出口的边界 Units选为Pa 2.3通过Report求入口和出口的压力值 2. 场函数功能场函数功能案例案
7、例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 10- 1 2 新建场函数。 右键点击Field Function，选择 New新建一个Field Function。 右键点击新生成的User 场函数 1，选择Rename，把名称更 改为dP。 2.4通过场函数功能求出压力损失 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 11- 3 4 5 场函数设定。 将Properties里的Function Name也 定义为dP。 为了方便，和第步中定义相同的 名字。 在Properties的Dimensions选项中 定义函数的量纲。点击，弹出 Dimension
8、s面板。 这里要求的是压力差，所以选择压 力量纲，在Pressure里输入1 ，点 击OK，退出面板。 Tips! 如果是其它的复杂量纲，例如加 速度量纲为m/s2，则把Length设 为1，Time设为- 2。 2.4通过场函数功能求出压力损失 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 12- 在定义函数dP之前，先要确认在 Report里定义的进出口的质量流 量的压力平均值是否已经在场函 数里存在。表示的名称分别为： Report:Pin，Report:Pout。同 时，要确认各自在Properties中 Function Name里的名称。这里 分别
9、为PinReport，PoutReport 注）注意大小写的区别。 6 2.4通过场函数功能求出压力损失 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 13- 在函数dP的Properties中，点击 Definition选项的，打开 Definition面板。 在Definition面板中输入如下的命 令，然后点击OK退出。 $PoutReport- $PinReport 注）$Function Name表示定义 的函数值。（标量值）。 7 8 2.4通过场函数功能求出压力损失 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 -
10、14- 1 2 右键点击Reports。 选择New Reports Maximum。 设定Maximum 1的属性值如 下： Scalar为dP Parts为相应的Region Units为Pa 3 利用Report功能，计算压力损失。 2.5 Plot Scene生成生成 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 15- 右键点击Reports Maximum 1。 选择Create Monitor and Plot from Report。 右键点击Plots Maximum 1 Monitor Plot，选择Open。 4 5 6 2.5 Plot
11、 Scene生成生成 2. 场函数功能场函数功能案例案例求求入口入口和和出口压力出口压力损失损失 - 16- 3. 场函数功能案例场函数功能案例获取涡流比获取涡流比 3.1相关公式相关公式 2 iii rVI= iiii rvVJ= = ii V ii V i rVI 2 = ii V iii V i rvVJ 转动惯量 = i i i V i V iii rV rvV w 2 角动量 涡流比 - 17- 1 3.2构建构建场函数场函数 i.转动惯量 2 3 3 右键点击Field function 新 建User Field function 。 选择User Field function重
12、命 名moment of inertia 。 在Properties 设定： Type: Scalar Function Name: moment of inertial Dimensions: Mass/Length 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 18- 定义场函数： $Density*$Centroid0*$Centroid0 4 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 19- 3.2构建构建场函数场函数 ii.角动量 定义角动量函数： $Density*$Velocity*$Centroid0 5 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获
13、取涡涡流流比比 - 20- 3.3求积分求积分 右键点击Report Volume Integral 。 重命名momentum 。 2 1 在Properties里面 设定： Scalar field function: Momentum of inertia Part: Zone 3 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 21- 同样的方法求角动量求积分 在Field function查看函数 4 5 3.3求积求积分分 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 22- 3.4定义定义Swirl函数函数 定义swirl函数： $angularRepo
14、rt/$momentumReport 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 23- 3.5 Report swirl 1 2 新建Report Maximum 在Properties里面选择相关变 量 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 24- 1 3 4 Run Report 在Output里面查看结果 3.5 Report swirl 3. 场函数功能场函数功能案例案例获取获取涡涡流流比比 - 25- java程序中可以使用下面的一些功能函数。程序中可以使用下面的一些功能函数。 四则运算四则运算 逻辑运算逻辑运算 三角函数三角函数 矢量运算矢量
15、运算 4. java运算功能运算功能 - 26- 数学函数数学函数 java程序中可以使用下面的一些功能函数。程序中可以使用下面的一些功能函数。 4. java运算功能运算功能 - 27- 2.5+3.02.53.0 Definition sqrt($scalar)sqrt（scalar） pow($scalar,3.0)scalar3.0 $scalar/3.0scalar3.0 $scalar*3.0scalar3.0 $scalar- 3.0scalar3.0 mag($vector) sin($scalar) $scalar+3.0 Vector的大小 sin（scalar） scalar3.0 算例算例 4. java运算运算功能功能 谢谢谢谢! CAE 成本节约和技术革新的关键技术 成本节约和技术革新的关键技术
