Star CCM+中文教程下載

本案例將展示如何使用SATR-CCM+的高級渲染功能,對油箱晃蕩進行逼真的后處理。STAR-CCM+中的高級渲染功能是基于光線追蹤的技術,它是通過像素跟蹤光的路徑并模擬其對其它對象的影響。因此,為了獲得更好的視覺效果,首先需要檢查場景中物體的“可見度”和曝光度。


我們從油箱晃蕩仿真中的一個時間點開始設置. 由于油箱是封閉空間,我們需要使用裁剪平面來觀察油箱內部,并使光線打到油液表面。所以在顯示場景中,激活裁剪平面選項。


Star CCM+中文教程下載的圖1


在顯示場景的屬性窗口中激活高級渲染功能,并且設置渲染屬性>質量為0.1,先設置比較小的值,場景顯示的質量比較低,但是調試起來會非常快速,當所有場景完全設置好之后,在重新把這個值調整到0.4或0.5,來獲取高質量渲染圖片。


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為了執行光線跟蹤,需要在場景的每個顯示器上選擇“高級渲染效果”>“啟用陰影”選項。從同一面板中選擇選項“投射效果”可在一個顯示器的其余部分上渲染這個顯示器的陰影效果,使從某個對象追蹤到的光線和陰影會影響其余的環境(即在半透明的金屬表面上看到液體表面的反射) 。


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此案例展示的晃蕩場景由3個顯示器組成:

1) 幾何顯示器: 油箱幾何

此顯示器中僅包含油箱幾何; 在屬性中顏色模式選擇恒定,我們可以在預設的顏色庫中選擇適合油箱的顏色然后,我們可以選擇“高級渲染材料”>“金屬”,這可以體現出金屬材料對光線吸收/反射/折射效果。


Star CCM+中文教程下載的圖6


2) 幾何顯示器: 油液自由界面

該顯示器將液體的自由表面作為輸入對象(液體體積分數的等值面= 0.5的衍生表面),并設置:
- 顏色模式選擇恒定;
- “高級渲染材料”面板設置為“水/玻璃”,適用于液體或呈現一定程度反射和折射光線的表面。


Star CCM+中文教程下載的圖7


3) 幾何顯示器: 封閉截面

此時我們已經有了一個不錯的渲染圖像,但是我們無法感覺到自由表面以下存在液體。我們可以使用一些變通辦法來使其可見。在此場景中,使用了由閾值部分(液體的體積分數> 0.5)創建的與剪切平面重合的平面截面:
- 截面顏色的設置與2)中自由液面的設置方法相同;
- 手動指定吸收/反射/折射系數的值,分別為[0.85,0.0,0.15];
- 不透明度設置為<1;這個值可以根據所使用的吸收系數來控制平面的亮度。


Star CCM+中文教程下載的圖8


這種顯示方法,自由液面和截面的形狀會受單元形狀的影響,影響圖片的顯示質量。為了解決這個問題,我們使用體積重采樣來代替此處的自由液面和截面。把創建的采樣體積作為標量顯示器的部件輸入,液體的體積分數裁剪區間[0.5,1.0] ,通過用戶自定義彩色圖給顯示器施加一個合適的顏色。


Star CCM+中文教程下載的圖9


將設置好的顯示場景,以圖片的方式每一個時間步保存一次,直到仿真計算完畢,即可記錄油箱晃蕩中內部流體的運動狀態

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