StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)

案例:前擋風玻璃除霜分析

分析工況:

-車窗外結冰厚度為0.5mm

-車窗除霧風管進風流速8m/s

-成員艙為簡化艙室。

-車內溫度30℃

-車外溫度-3℃

考慮車內為絕熱環境

觀察,啟動除霧風后車窗外霜層融化云圖隨時間變化情況。

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖1

分析過程:

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖2

  1. 網格劃分及分配

    -.除霜除霧需要準兩部分網格:

    -成員艙流體區域網格,普通四面體網格或剪裁體網格均可

    -車窗玻璃區域體網格(最好制作成標準結構化網格導入StarCCM+)

    -車窗網格需要對窗外和窗內分別定義邊界條件。Example:Wall in、 wall out、 wall Side。

  2. 軟件計算設置

    ?1)創建物理連續體 空氣的計算方程。

    先選擇定常分析,制作出初步流場,在進行瞬態計算。恒定空氣密度,分離流體溫度, 湍流,k-e 湍流模型

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖3

2)設置固體連續體,命名該連續體為Glass

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖4

3)在固體連續體子目錄里選擇材料,替換材料為玻璃。

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4)創建流體區域,導入體網格.msh 格式的自動創建流體區域

自動生成網格的需要先生成流體區域,再生成網格。

5)將車窗玻璃 屬性設置為 無/ 等穩態計算結束后,切換瞬態計算時候將屬性改為Glass。

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流體區域之間通過 in-place 交界面連接。

固體區域和流體區域之間也通過in-plane 交界面連接

6)設置進口風量:    8m/s     溫度30 度

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖7設置出口位置為 壓力出口 壓力為0

7) 打開求解器,將能量方程凍結。

切記等切換到瞬態度結果時候解除凍結。

8) 設置最大求解步為1000步。開始穩態求解。

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖8

3. 瞬態計算前參數設置

1)保存之前文件為 CarWindow_Steady。 之后修改流體連續體方程為 隱式不定常。

2)固體連續體確認 選擇的模型。在初始條件里設置靜態溫度為-3℃

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖9

3)解除處理器中凍結的能量方程

4) 設置固體區域位置屬性為Glass

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖10

5)設置Window_out ,激活除霜薄膜函數。設置冰層厚度0.5mm

設置熱傳遞系數為: 10 W/m2K

設置環境溫度為   -3℃

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖11

6)求解器中,隱式不定常 參數設置每個時間步 為1秒

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖12

7)制作不同時間內車窗冰層厚度變化云圖。

創建標量場,零件選擇固體區域,選擇Window_out邊界條件。

函數選擇ice layer thickness valve

關閉自動范圍

設置最大值最小值為 0.5mm 和0mm

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖13

定義云圖更新時間,和輸出文件尺寸, 定義輸出文件位置。

在云圖中增補Logo ,內容為計算時間, 生成后可以手動確定Logo位置如下圖所示:

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖14

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖15

4. 計算并查看結果

StarCCM+模型實例:汽車前擋風除霜分析(中文教程)的圖16

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可以觀察到隨著時間推移,玻璃面冰層融化后,厚度發生變化。

由于計算時間有限。不能算完所有900秒的過程。

文章來源:技術游民

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