STAR-CCM+ 基础培训教程
(V )(V )
所属：CDAJ CHINA
目目录录
: STAR-CCM+简介
: STAR-CCM+网格功能
: STAR-CCM+计算设定
: STAR-CCM+后处理
: STAR-CCM+的工具（tools）
: 一个简单的例子
: 附录
Chap 1. STAR-CCM+Chap 1. STAR-CCM+简简介介
STAR-CCM+是什么?
STAR-CCM+ 求解问题的过程.
STAR-CCM+ 的工作界面.
现有的网格功能.
现有的物理模型.
STAR-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
规模网格而设计。.
STAR-CCM+ makes the Tour de France less of a Drag
STAR-CCM+ STAR-CCM+ 求解求解问题问题的的过过程程
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
STAR-CCM+ 的工作界面
STAR-CCM+ 的工作界面(workspace)如下:
网格功能网格功能
(Version )(Version )
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 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 surface database mesh file
.inp - pro-STAR cell/vertex shell input file
.nas - NASTRAN shell file
.pat - PATRAN shell file
.stl - Stereolithography file
现现有的物理模型有的物理模型
(Version )(Version )
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-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-adiabatic
Chap 2. STAR-CCM+ Chap 2. STAR-CCM+ 网格功能网格功能
面网格
Surface Wrapper
Surface Remesher
特征线
修补工具（hole filler, edge zipper)
体网格
Polyhedral mesher
Tetrahedral mesher
prsim layer mesher
模型的演化
界面的处理
surface surface wrapper
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(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)以及对独立表面的细化
surface surface wrapper的属性的属性选项选项
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
surface surface wrapper的全局的全局(global)(global)设设
定定
使用surface wrapper时,有如下的全局控
制参数:
base 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
surface surface wrapper区域区域(region)(region)设设
定定
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;
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
surface surface wrapper边边界界(boundary)(boundary)设设
定定
在边界(boundary)这一级, 对
每一个边界,有四个控制参
数:
custom gap closure size;
custom surface curvature;
custom surface proximity;
custom surface size
解释
surface 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.
surface surface remesher的属性的属性选项选项
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
surface surface remesher的全局的全局(global)(global)
设设定定
使用surface remesher时,有如下的
全局控制参数:
base size;
surface curvature(#Pts/circle );
surface growth rate;
surface proximity(Search Floor,
# Points in a gap);
surface size
解释
surface surface remesher边边界界
(boundary)(boundary)设设定定
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
特征特征线线
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.
创创建特征建特征线线
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 perimeters – 将边界的周
围定义为特征线
增加特征增加特征线线
特征线可以按照如下方
式手动添加
编辑编辑特征特征线线
可以对特征线进行编
辑(重新分组或删除)
. . 面的修面的修补补
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)
补补洞洞 (hole filler)(hole filler)
缝缝合合边边 (zipping edge)(zipping edge)
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.
polyhedral polyhedral mesh
使用polyhedral mesher产生的网格如下:
tetrahedral tetrahedral mesh
使用tetrahedral mesher产生的网格如下:
Trimmed Trimmed mesh
使用trimmer产生的网格如下:
prism layer mesh
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):
stretching factor
near wall thickness
thickness ratio
Stretching factor: 相邻两层厚度之比
Near wall thickness: 最靠近壁面那一层的厚度
Thickness ratio: 最外层和最内层厚度之比
模型的演化模型的演化
三维网格转化二维网格
针对区域(region)的演化
区域的缩放
区域的平移
区域的旋转
区域的合并
区域的分割
针对边界(boundary)的演化
边界的合并
边界的融合
边界的分割
边界的投影
: : 三三维维网格网格转转化二化二维维
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.
区域的缩放
区域的平移
区域的旋转
区域的合并区域的合并
区域的分割
通过连续性对区域进行分割
区域的分割(续)：通过函数
可以通过用户场函数来对区域进行分割, 例如通
过Tools> Field functions > new function, 建立名为
User Field Function 1的用户函数:
($$Centroid[0] < 4) ? 0 : 1
然后通过该函数对图示区域进行分割.
边边界的合并界的合并
边界的融合
边边界的分割界的分割
有五种方法可以进行边界的分割:
splitting non-contiguous boundaries;
splitting boundaries by angle;
splitting by function;
splitting by patches;
splitting by feature curves
边界的投射
有时为了创建交界面或是抽取二维网格,
需要将一条起伏的边界投射到某一平面
上, 这时可以使用边界的投射功能
界面界面(interface)(interface)的的处处理理
界面(Interfaces)可以由现存的
边界(boundary)创建:
由两条边界创建一个界面
将一条边界转化为界面
界面可以用来:
创建baffle或porous baffles;
创建周期性边界
将两块同一类型或不同类
型的区域连接起来.
界面的类型见附录
由两条由两条边边界界创创建交界面建交界面
选择两条需要定义为界面的边界, 可以创建一个交界面. 然
后在Interfaces节点上会出现一个新的界面名称.
在Interfaces下会出现一个新的节点.
将一条边界转化为交界面
将一条边界转化为交界面时:
这条边界(boundary)会自动生成一份拷贝;
一个in-place类型的交界面会自动创建
STAR-CCM+ STAR-CCM+ 计计算算设设定定
物理模型
边界条件
初始条件
Solver参数
监控(monitor)设置
终止判据
物理模型物理模型
空间 二维, 三维, 轴对称
时间 稳态, 显式非稳态, 隐式非稳态
运动 静止, 刚体运动, 运动参照系
材料
气体, 液体, 固体, 多组分气体, 多
组分液体, 多相流(VOF, 可以考虑
空化)
流动 耦合求解, 分离求解
状态方程 常密度, 理想气体, 多项式密度
粘性格式 无粘, 层流, 湍流
辐射 Surface-to-surface, Discrete ordinate
其他 被动标量, 重力, etc
物理模型物理模型((续续))
湍流模型
K-Epsilon
Lien Low-Re
AKN Low-Re
Realizable K-E
Realizable 2-layer K-E
Standard K-E
Standard 2-layer K-E
K-Omega
BSL K-Omega
SST K-Omega
Standard (wilcox) K-
Omega
雷诺应力模
型
线性压力应变
线性压力应变(2层)
二次压力应变
Spalart-
Allmaras
标准Spalart-Allmaras
高雷诺数Spalart-
Allmaras
边边界条件界条件
STAR-CCM+使用如下的边界条件：
velocity inlet;
symmetry plane;
wall;
stagnation inlet;
pressure outlet;
mass flow inlet;
free-stream; and
flow-split outlet.
选择类型
定义大小
初始条件初始条件
初始条件可以通过如下方法
设定:
使用定值;
使用场函数
使用列表数据.
此外，还可以对每个单独的
区域设定进行定制。
注： 现在的版本不支持通过User Code 来定义初始条件
使用定值
通常情况下，大多数初始条
件均直接输入定值。
使用自定义场函数
步骤:
① 定义场函数
② 选择该变量指定方
式为FieldFunction
③ 选中已定义的场函
数
例如在VOF两相流计算中，指定空气的体积份数
为：
($$Position[0] >= -1) ? 1 : 0
通过列表数据指定
步骤:
① 读入列表数据
② 选择指定方式为Table(*)
③ 选中已读入的table数据
1
2
3
Solver Solver 参数参数
在Solver节点，可以调整诸如
松弛因子，Courant数之类的
求解器参数
监监控控(monitor)(monitor)设设置置
STAR-CCM+可以提供两种监控：
残差监控(residual monitors)
基于Report的监控(report-based monitors)
残差残差监监控控
残差（residual)代表各守恒
方程在控制单元的不满足
程度。缺省情况下，在进行
运算时残差监控（Monitors)
和残差显示(plots)会自动创
建。
基于报告(Report)的监控
基于Report的监控可以用来监
视我们感兴趣的变量（例如压
力系数）在迭代过程中的变化
情况。
任何一个report都可以用来创
建监控(Monitor), 同时基于
report的监控(Monitor)可以用
做计算的终止判据。
. . 终终止判据止判据
使用自动生成的终止判据
稳态
非稳态
使用基于监视(monitor)的终止判据
最大值
最小值
渐进值
使用自使用自动动生成的生成的终终止判据止判据
稳态
Maximum Steps;
Stop File:
非稳态
Maximum Inner Iterations;
Maximum Physical Time;
Maximum Steps; and
Stop File.
解释
基于基于监视值监视值的的终终止判据止判据
相对于设置迭代步数，更有意义的方法是设置基
于监视值的终止条件，例如限定残差最小值，或
是监控某个物理量（例如阻力系数和升力系数）
是否达到稳定。
有3种限制方法：
最小值(minimum)
最大值(maximum)
渐进值(asymptotic limit)
使用最大/最小值
缺省情况下，基于
monitor的终止条件均采
用最小值限制。
选择最大或最小值限制
后，可在属性栏设置指
定的数值。
使用使用渐进值渐进值
使用渐进值限定(asymptotic limit)的方法可以让
我们监视某个变量是否达到稳定. 如在给定区间
（如10个迭代步数）的最大变化量（|Max-Min|)小
于某个数值，则计算终止。
STAR-CCM+ STAR-CCM+后后处处理理
显示几何
显示标量
显示矢量
显示流线
显示x-y图
显显示几何示几何
操作: Scenes>New Scene>Geometry
在属性栏可控制不同的显示模式, 如
显示网格, 特征线, 轮廓线等
显显示示标标量量
操作: Scenes>New Scene>Scalar
在属性栏可控制标量的显示
显显示矢量示矢量
操作: Scenes>New Scene>Vector
在属性栏可控制矢量的显示
缺省情况下显示的是速度场，但是其
它矢量场也可以显示出来。
显显示流示流线线
显示流线的步骤:
① 创建一个新的Scene
② 创建一个新的derived part.
(操作: Derived Parts > New >
Streamline... )
③ 这样一个新的streamline节点会出
现在该Scene下, 可以在属性栏控
制显示效果. (lines, ribbons,tubes)
1
2
3
显显示示X-YX-Y图图
显示X-Y图的步骤:
右击Plots, 选择
New Plot> XY Plot.
选择数据所在的part(如某
个截面)
选择X, Y轴的类型, 选择函
数名称
2
1
3
STAR-CCM+ STAR-CCM+其他工具（其他工具（tools)tools)
注释
局部坐标系
场函数
table
用户子程序
Volume shapes
使用注使用注释释
注释是什么
注释就是用户想要增加在图形里面的文字或图片.
3D 3D 图形图形
2D 2D 图形图形
添加注添加注释释
添加注释的步骤:
① 右击 Annotations节点, 选择New> Simple Text
② 出现新的节点:user 1, 在属性栏进行定义.
③ 将定义好的注释拖到scene图形中
1
2
3
局部坐局部坐标标系系
局部坐标系可以在全局坐标系的基础上定义. 可
以是笛卡尔, 圆柱或球形坐标系.
局部坐标系经常用来定义边界条件和初始条件,
例如:
提供一个旋转进口的速度剖面.
提供一个旋转区域的速度
创建局部坐标系
在Tools节点, Coordinate Systems node > New
> Cartesian Coordinate System.
在属性栏进行定义.
显示局部坐标系
将创建好的局部坐标系节点”拖”到Scene图形窗
口(见1)或是”拖”到该Scene节点(见2).
(1) (2)
用户场函数
STAR-CCM+可以让用户定义自己的场函数, 可
以是标量场或矢量场; 可以手动创建或是在已
有场函数的基础上定义
定义用户场函数的语法采用C语言子集. 如果
出现语法错误, 在输出窗口有相应提示.
例如:
($$Position[0] >= -1) ? 1 : 0
($Time >= ) ? 1000 : 300+70000*$Time
定定义场义场函数函数
1. 在Tools节点, 选择Field
Functions >New Function.
2. 在属性栏对函数进行具体定义
对函数进行定义
引用已有函数引用已有函数
$Temperature
$$Velocity $$Position[0]
$$Velocity[0]
定义用户场函数时经常要引用已有的函数
user function示例
体积份数初始分布:
($$Position[0] >= -1) ? 1 : 0
边界上的温度随时间的变化(秒之前从300K线性上升到
1000K:
($Time >= ) ? 1000 : 300+70000*$Time
采用[X, Y, Z]的形式定义一个管道的初始速度场, 以X=4为
分界面, 在大直径截面上的速度为10, 在小直径截面上速
度为2:
[($$Centroid[0] < 4) ? 2 : 10, 0, 0]
Table
STAR-CCM+里的Table意指包含多个变量的表状数据
我们可以:
读入table数据, 例如来定义边界条件和初始条件
从流场中抽取table数据. 例如可以用来作为其他模拟时的边界条件或初始
条件..
STAR-CCM+可以抽取2种基本类型:
xyz internal tables
radial internal tables.
STAR-CCM+可以读入3种基本表格类型: .tab, .csv, .xy
"Pressure" "X" "Y" "Z"
+000 -003 -002
-004
-001 -002 -002
-003
…
{'Type': 'xyz'
'DataSets': [ 'X' 'Y' 'U' 'SaNut']
'X':
[-4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4]
'Y':
[ ]
'U':
[ ]
'SaNut':
[-05 -05 -05 -05 ] }
.tab
.csv
读读入入tabletable
右击Table节点, 选择 New > File...
创创建建tabletable
步骤:
① 创建一个新的空table (XYZ或 R Internal )
② 指定数据所在的part.
③ 指定抽取的变量.
④ 抽取数据.
这样, 新的table数据创建出来. 可以用于当前模拟或
是输出到外部文件
1
2
1
4
3
用用户户子程序子程序(user code)(user code)
User code 可以让用户自己定制函数, 函
数可以用C, C++ 或Fortran写成.
User code采用用户库(user library)的形式
出现. 每个用户库包含一个(或多个)用户
函数(user function)和一个注册函数(library
registration function).
一旦用户库(user library)被导入, 其定义的
用户函数会出现在合适的下拉菜单(drop-
down lists)中, 以备使用.
User code 一般用来指定边界(boundary)或
区域(region)上的值的分布. 例如初始条件,
边界条件, 源项.
用来定义标量场或矢量场的User code, 其
功能和 Field Function差不多. 但是相比
Field Function, User code显得更加强大,
可以实现更复杂的功能.
Loading a New User Library
创创建用建用户户子程序的子程序的步骤步骤
用户函数的书写必须遵守C模版(C template)或
Fortran模版(Fortran template)的规范.
每个定义的用户函数都要加至注册函数中
(library registration function), 以实现注册.
编译用户函数和注册函数, 可以得到最终所需的
用户库(user library).
用用户户函数模版函数模版
C模版
#include ""
void name(result, int size, args ...);
Fortran模版
subroutine name(result, size, args ...)
use StarRealMod
integer, intent(in) :: size
用户函数示例(C)
以下用户函数设定边界上的温度梯度为零.
#include ""
/* Set boundary temperature equal to cell temperature */
void
zeroGradT(Real *result, int size, int (*fc)[2], Real *T)
{
int i;
/* Loop through all entities applying T_boundary = T_cell *
* fc[i][0] is the cell next to i */
for (i = 0; i != size; ++i)
{
result[i] = T[fc[i][0]];
}
}
用户函数示例(Fortran)
以下用户函数设定边界上的温度梯度为零.
C Set boundary temperature equal to cell temperature
subroutine zeroGradT(result,size,fc,T)
use StarRealMod
implicit none
integer, intent(in) :: size
real(StarReal), intent(out) :: result(size)
integer, intent(in) :: fc(2,*)
real(StarReal), intent(in) :: T(*)
integer i
C Loop through all entities applying T_boundary = T_cell
C fc(1,i) is the cell next to i
do i = 1,size
result(i) = T(fc(1,i))
end do
return
end
注册函数注册函数(Library registration functions)(Library registration functions)
每个用户库必须包含一个注册函数: uclib (for C)
或者 uflib (for Fortran).
当用户库被加载时, STAR-CCM+ 会首先调用注
册函数, 以便确认用户库里究竟定义了哪些用户
函数, 以及它们的返回值的类型是什么.
注册函数(Library registration functions) 也须遵
守C模版或Fortran模版的规范.
注册函数示例注册函数示例 (C)(C)
#include ""
void zeroGradT(Real*, int, int*, Real*);
void initVelocity(Real*, int, CoordReal*);
void sutherlandViscosity(Real*, int, Real*);
void
uclib()
{
/* Register user functions here */
ucfunc(zeroGradT, "BoundaryProfile", "Zero Gradient Temperature");
ucarg (zeroGradT, "Face", "FaceCellIndex", sizeof(int[2]));
ucarg (zeroGradT, "Cell", "Temperature", sizeof(Real));
ucfunc(initVelocity, "RegionProfile", "Initial Velocity");
ucarg(initVelocity, "Cell", "Centroid", sizeof(CoordReal[3]));
ucfunc(sutherlandViscosity, "ScalarFieldFunction", "Sutherland Viscosity");
ucarg(sutherlandViscosity, "Cell", "Temperature", sizeof(Real));
}
注册函数示例注册函数示例 (Fortran)(Fortran)
The equivalent library registration function in Fortran 90 could be coded in :
subroutine uflib()
use StarRealMod
implicit none
C Register user functions here
external zeroGradT,initVelocity,sutherlandViscosity
call uffunc(zeroGradT, "BoundaryProfile",
& "Zero Gradient Temperature")
call ufarg (zeroGradT, "Face",
& "FaceCellIndex", 2*StarIntSize)
call ufarg (zeroGradT, "Cell",
& "Temperature", StarRealSize)
call uffunc(initVelocity, "RegionProfile",
& "Initial Velocity")
call ufarg(initVelocity, "Cell",
& "Centroid", 3*CoordRealSize)
call uffunc(sutherlandViscosity, "ScalarFieldFunction",
& "Sutherland Viscosity")
call ufarg(sutherlandViscosity, "Cell",
& "Temperature", StarRealSize)
return
end
创创建用建用户库户库(User Library)(User Library)
用如下的命令编译得到用户库 .
Compiler Compilation Command
GCC gcc -fPIC -shared *.c -o
GNU Fortran 77 g77 -fPIC -shared *.f -o
G95 g95 -fPIC -shared *.f -o
Volume Volume shapes
Volume shapes可以让用户定义四种不同类型的封闭体积,
即块状, 圆锥, 圆柱, 球体, 以便进行网格细化(或粗化).
Volume shapes 可以手动输入数值创建或使用交互式工具.
可以使用不同类型的Volume shapes, Volume shapes之间可
交叉.
创创建建Volume shapes(Volume shapes(球状球状))
Tools > Volume Shapes > New Shape > sphere
创建Volume shapes(块状)
Tools > Volume Shapes > New Shape > brick
创创建建Volume shapes(Volume shapes(柱状柱状))
Tools > Volume Shapes > New Shape > cylinder
创建Volume shapes(圆锥)
Tools > Volume Shapes > New Shape > cone
一个简单的例子
Y-tube
启动STAR-CCM+
在Unix and Linux机器上, 输入(须事先正确设置PATH环
境变量):
starccm+
在Windows 2000/XP机器上, 从 Start 菜单打开程序:
新建一个 Simulation
>> simulation 是什么?
>> 使用 Client 和 Server
导导入网格入网格
STAR-CCM+ 在输出栏显示反馈
信息.
在Region节点下会出现一个
新的region: Region 1
查看表面网格
在属性栏选中Mesh, 可以显示网格
创创建特征建特征线线并并补补洞洞
选中特征线节点, 右击然后选择Fill All
Holes
在补洞之前, 必须将洞口周围的自由边作为特征线创建
出来.
分割边界
必须将名为Filled Holes 的边界分开, 以便定义不同的边
界条件.
设设定定边边界名称及界名称及类类型型
Boundary New name Boundary type
Boundary 1 wall Wall
Filled Holes inlet1 Velocity Inlet
Filled Holes 2 outlet Flow-Split Outlet
Filled Holes 3 inlet2 Velocity Inlet
设定如下的边界名称及类型
选择选择网格模型网格模型
设设定定总总体网格参考体网格参考值值
设定如下的总体网格控制参数:
Reference Node Name
Property Name Value
Base Size Value 3 mm
Number of Prism Layers Number of Prism Layers 2 (default)
Prism Layer Stretching Prism Layer Stretching (default)
Prism Layer Thickness>Absolute Size value 3 mm
Surface Curvature #Pts/circle 36 (default)
Surface Growth Rate Surface Growth Rate (default)
Surface Proximity Search Floor (default)
Surface Size>Relative Minimum Size Percentage of Base 25 (default)
Surface Size>Relative Target Size Percentage of Base 100 (default)
Volume Mesh Density Density (default)
运行运行 Surface RemesherSurface Remesher
在工具栏, 点击 (生成面网格)按钮, 生成新的面网格
(网格数: 785154)
运行 Polyhedral Volume Mesher
(多面体网格数: 123874)
在工具栏, 点击 (生成面网格)按钮, 生成新的面网格
选择选择物理模型物理模型
在 Physics Model Selection 对话窗口, 依次选择如下模型:
Space Three dimentional
Material Gas
Motion Stationary
Flow Segregated flow
Equation of state Ideal gas
Time Steady
Viscous regime Turbulent
turbulence K-E turbulence
设设定初始条件定初始条件
variables Initial values
Pressure 0 (gauge)
velocity components [0, 0, 0] (m/s)
Turbulent dissipation rate 150 (J/kg-s)
Turbulent kinetic energy (J/kg)
设定如下初始条件:
在湍流指定方式节点, 选择
K+Epsilon 指定方法
设设定定边边界条件界条件
Boundaries type Boundary conditions
inlet1 Velocity inlet (default, T=300K, V=1m/s)
inlet2 Velocity inlet (T=350K, V=1m/s)
outlet Flow-split outlet (default)
Wall wall (default)
设定如下边界条件:
设设定定SolverSolver参数和参数和计计算算终终止条件止条件
使用缺省的求解器参数
设定最大迭代步数( Maximum Steps)为
250
创创建建Report, Report, 创创建基于建基于ReportReport的的监监控控
(Monitor)(Monitor)和和显显示示(Plot)(Plot)
进行计算
(在计算工程中, 可以随时点击 (Stop) 按钮终止计算. 然后点击 可继续计算 )
点击工具栏上的 (Run) 按钮开始计算
创建 Derived Part: 一个截面
勾上 Plane Tool 可以显示交互式定
义工具, 以方便截面的选取.
定义截面完成后, 一个新的节点
出现在Derived Parts 下
显示标量云图
选择想要的变量
显示速度矢量
改变网格
已有的结构会自动映射到新的网格
上
在网格模型选择窗口, 反选Polyhedral model, 然后选择Trimmer model. 点击 重新生成
体网格
进行更多迭代
设定最大迭代步数为500, 点击 进行更多迭代
Y_tube Case: Y_tube Case: 总结总结
1. 启动STAR-CCM+
2. 新建一个 Simulation
3. 导入网格
4. 查看网格表面
5. 创建特征线并补洞
6. 分割边界
7. 设定边界名称及类型
8. 选择网格模型
9. 设定总体网格参考值
10. 运行 Surface Remesher
11. 运行 Polyhedral Volume Mesher
12. 选择物理模型
13. 设定初始条件
14. 设定边界条件
15. 设定求解器参数和计算终止条件
16. 创建Rport, 创建基于Report的监控(Monitor)和显示( Plot)
17. 进行计算
18. 创建Derived Part: 一个截面
19. 显示标量云图
20. 显示速度矢量
21. 改变网格
22. 进行更多迭代
附附录录
区域和边界的概念
曲率细化, 临近率细化和间隙封闭尺寸
界面的类型
使用server和client架构
区域和区域和边边界的概念界的概念
边界(boundary)是表面(对二维问题则是线), 这些表面(或线)围成
一个区域(Region).
曲率细化, 临近率细化, 间隙封闭
尺寸
曲率细化 (curvature refinement, 可用于surface wrapper, surface remesher
和trimmer)通过控制圆周上的点数(#Pts/circle)对网格进行细化
临近率细化(proximity refinement, 可用于surface wrapper, surface remesher
和trimmer ), 通过控制搜寻距离(Search Floor)和缝隙点数 (number of points in
a gap)来对网格进行细化.
搜寻距离(Search Floor) represents the minimum size gap to be considered for proximity refinement
(based on the # Points in a gap). It is useful when the surface contains overlapping faces or faces
otherwise in extremely close proximity due to complex detail or CAD artifacts. If a gap is found with
a distance less than the search floor value, it will not be considered for proximity to prevent
unwanted refinement.
缝隙点数 (# Points in a gap) value is used for specifying the refinement for surfaces that are in
close proximity to one another. A local size for triangles or cells is determined by dividing the
distance from one face to another across a gap by the specified # Points in a gap parameter, as long
as the gap distance is not less than the Search Floor value.
缝隙封闭尺寸(The gap closure size) 参数控制着在Surface Wrapping过程中
判定几何面上的缝隙是否封闭. 一个洞要被认为是间隙, 洞的实际尺寸必须小
于设定的间隙封闭尺寸. 所有大于指定间隙尺寸的洞将不被封闭.
界面的界面的类类型型
界面(Interfaces)分为两种拓扑类型:
直接界面(direct interface)
界面被分割, 两条新的边界会自动创建, 原来的边界则相应
减小
非直接界面(indirect interface)
界面没有被分割, 只是简单的联接关系, 质量, 热量等的传递
通过平均方法实现
直接界面
界面的界面的类类型型((续续))
在直接边界(direct interface)里, 有三种类型:
in-place;
periodic;
repeating.
: : 使用使用 clientclient和和serverserver
STAR-CCM+ 使用 client-server 架构:
仿真文件在server上创建并求解.
在client上操作工作界面
建立本地建立本地serverserver
建立建立远远程程serverserver
建立并行的建立并行的serverserver
starting a server on multiple CPUs :
连连接接serverserver
在本地开启STAR-CCM+, 找到想要连接的server
点击右键, 选择connect
END
