STAR-CCM+使用技巧
西迪阿特信息科技(上海)有限公司技术部
【摘 要】@@ 1 如何充分利用STAR-CCM+的一体化集成优势?rnSTAR-CCM+的操作是流程化的,整个CAE分析流程都集成在1个界面中,用户可以完全摆脱学习和掌握专业CAD造型软件,其他网格生成、表面处理等前处理软件以及结果处理、动画制作等后处理软件的漫长和痛苦的过程.其中,3D-CAD模块的加入,更加强化一体化带来的高效便捷的优势.如在旋风式分离器的设计中,出口深度通常是个需要改变的参数,以寻求更优的分离效率. 【期刊名称】计算机辅助工程 【年(卷),期】2010(019)002 【总页数】2
1 如何充分利用STAR-CCM+的一体化集成优势?
STAR-CCM+的操作是流程化的，整个CAE分析流程都集成在1个界面中，用户可以完全摆脱学习和掌握专业CAD造型软件，其他网格生成、表面处理等前处理软件以及结果处理、动画制作等后处理软件的漫长和痛苦的过程.其中，3D-CAD模块的加入，更加强化一体化带来的高效便捷的优势.如在旋风式分离器的设计中，出口深度通常是个需要改变的参数，以寻求更优的分离效率.用户可以在STAR-CCM+中绘制分离器草图时，勾选出口深度的Expose parameter?选项，即将其指定为 Design Parameter.通过对其他相关边进行位置约束，即可实现改变Design Parameter来改变整体几何外形的目的(见图1)，用户无须设置网格模型、尺寸及边界条件，就可以直接生成网格并实施计算，大大缩短优化改进设计的分析周期.
2 多面体网格有哪些优势?
STAR-CCM+中的多面体网格技术非常先进成熟.多面体网格具有六面体网格的精确度兼具四面体网格的易生成性，在STAR-CCM+中是最常用的网格类型.多面体具有比四面体网格更好的收敛性和更小的网格依赖性，大大降低用户的硬件资源要求和计算时间.用某赛车外流分析实例说明选择多面体网格的优势，见图2.在该例中，若采用四面体网格，则需要210万个网格才能消除网格依赖性，占用内存1.3 GB;若采用多面体网格，则仅需35万个网格就可消除网格依赖性，占用内存900 MB.图3和4分别为四面体网格和多面体网格在相同计算条件下监控得到的阻力因数和升力因数曲线的收敛情况，可以看出，后者收敛速度远快于前者.
3 STAR-CCM+中如何局部加密体网格?
STAR-CCM+中可以对局部区域内的表面参数、体网格参数等进行单独控制，常用于对空间网格进行局部加密，见图5.
加密过程如下:首先，在管理树Tools＞Volume Shapes上点击右键，在New Shape下选择要加密区域的形状，如长方体(Brick)、锥体(Cone)、柱体(Cylinder)和球体(Sphere)等.进入编辑状态后，用鼠标拖动或坐标输入的方式确定加密区域的大小范围，并点击Create建立，在Volume Shapes节点下会生成1个子节点(如Brick1)，即新建的区域.
然后，右键点击Continua＞Mesh1＞Volumetric Controls选择 New新建，出现子节点 Volumetric Control1，在其属性窗口中将Shapes项选入前面新建的加密区域Brick1.在Volumetric Control1＞Mesh Conditions中选择与体网格相关的 Mesher(如Polyhedral Mesher，Trimmer等)并在其属性窗口中
将Customize…项勾选.在Volumetric Control1节点下会生成Mesh Values子节点，修改其参数可以单独控制加密区域的体网格尺寸，实现局部加密的目的.
4 STAR-CCM+中如何处理无厚度表面生成双面边界层网格?
在生成体网格时，如果遇到空间中的无厚度表面，按下述方法处理可解决拓扑封闭问题，并可在表面两侧生成质量很高的边界层网格(图6).
右键点击Regions＞Region 1＞Boundaries节点下的空间面名称，选择Convert to Interface(s)，将此无厚度面转换成Interface.修改Interfaces节点下此无厚度面interface的属性，将Type选择为Baffle.在该Interface节点下的 Mesh Conditions下 Interface Prism Layer Option属性打勾选中. 从Interface节点向双面产生边界层，默认的边界层参数是在Mesh Continua里设定的全局参数.如果需要定义向双面生长的不同参数，需要修改Regions＞Region 1＞Boundaries里，对应于生成Interface节点的2个Boundary节点的Mesh Conditions里的Customize Prism Mesh参数来实现. (待续)
(本文由西迪阿特信息科技(上海)有限公司技术部供稿.读者若对STAR-CCM+产品感兴趣，可以联系support@cdaj-china.com.)
STAR-CCM+使用技巧
