Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01

--圖文教程--

風(fēng)洞鈍狀體流場(chǎng)

-Star CCM+流程案例-

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖1

第一部分

01


前言



? 關(guān)鍵詞_

# CFD案例解析

# Star CCM+仿真流程

# 對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)

對(duì)于CFD的學(xué)習(xí),大多數(shù)小伙伴們使用的求解器應(yīng)該都是Fluent或Star CCM+,當(dāng)然此外仍有一些比較優(yōu)秀的求解器。相較于博主之前接觸較多的Fluent,Star CCM+卻有著不一樣的風(fēng)格。兩個(gè)軟件的風(fēng)格差異、Fluent的思維定式等都對(duì)博主的學(xué)習(xí)之路產(chǎn)生了不小的困擾;

本篇章將針對(duì)CFD案例《對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)》來對(duì)Star CCM+的仿真流程進(jìn)行簡(jiǎn)易介紹,主要內(nèi)容如下_

▓ 問題描述

▓ 導(dǎo)入幾何文件

▓ 整理表面邊界

▓ 將部件分配給區(qū)域

▓ 設(shè)置邊界類型

▓ 網(wǎng)格設(shè)置/生成

▓ 選擇物理模型

▓ 設(shè)置初始條件

▓ 定義區(qū)域連續(xù)體

▓ 設(shè)置邊界條件/數(shù)值

▓ 設(shè)置求解器參數(shù)及停止條件

▓ 可視化求解

▓ 設(shè)置監(jiān)視

▓ 運(yùn)行模擬

▓ 后處理





02


問題描述



Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖2

? 風(fēng)洞的中心存在著一個(gè)對(duì)稱的鈍狀體,分析該鈍狀體在風(fēng)洞內(nèi)的跨聲速流場(chǎng)_

?_以下內(nèi)容來源于百度百科

? 流體在流場(chǎng)中速度接近聲速的流動(dòng)被稱為跨聲速流動(dòng);

? 跨聲速流動(dòng)的馬赫數(shù)Ma范圍一般是0.8~1.3(或0.75~1.2);

? 本案例中便認(rèn)為滯止進(jìn)口邊界具有與馬赫數(shù)0.75對(duì)應(yīng)的條件,等效自由流速度約為300m/s,即用于初始化速度場(chǎng)的值;

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖3

? 該鈍狀體與風(fēng)洞具有良好的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,我們?nèi)×鲌?chǎng)的1/4,采用對(duì)稱性邊界來計(jì)算,以減小計(jì)算量;

? 如上圖所示,我們僅需導(dǎo)出1/4的流體域即可_

? 有時(shí)采用對(duì)稱性簡(jiǎn)化流場(chǎng)得出的結(jié)果是不夠準(zhǔn)確的,博主對(duì)此了解不深,且本案例意在介紹Star CCM+的仿真流程,在此就不多贅述了_




03


流程解析



▓ 導(dǎo)入幾何文件

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖4

? 打開Star CCM+,新建一個(gè)File,并通過File_Import_Import Surface Mesh_導(dǎo)入本案例的模型文件_

? 本案例的模型文件bluntBody.x_t會(huì)放在篇尾的分享鏈接中,有需要的小伙伴自取;

? 為防止軟件崩壞信息丟失,可隨時(shí)通過_File_Save_將文件保存為*.sim格式文件;

▓ 整理表面邊界

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖5

? 本案例表面邊界的設(shè)置可參照上圖_

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖6

? 目前所有的面都集中在一起,無法分別設(shè)置不同類型的表面邊界,因此需要將面進(jìn)行拆分_

? 幾種拆分面的方式可自行體悟,本案例采用Split by Patch的方式_

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖7

? 左側(cè)選擇表征面的數(shù)字或通過鼠標(biāo)左鍵直接在右側(cè)圖形區(qū)域選擇所需要的面,輸入新面的名字,點(diǎn)擊Creat即可將所選擇的面拆分出去

?所選擇的面就會(huì)在右側(cè)圖形區(qū)域消失,進(jìn)而以新面的名字出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)樹中;

? 面被選中后會(huì)高亮顯示;

? 按住Ctrl可多選;

? 本案例中1為滯止邊界,3為壓力邊界、4為對(duì)稱面1、6為對(duì)稱面2、5和2為滑移邊界,剩余的面為壁面邊界;

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖8

? 可通過鼠標(biāo)右鍵_Rename或快捷鍵F2進(jìn)行重命名_

? Star CCM+可以支持中文命名;

▓ 將零部件分配給區(qū)域

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖9

? 選中需要的Parts_右鍵_Assign Parts to Regions_將部件賦予區(qū)域_

? 在彈出的選項(xiàng)卡中選擇如下設(shè)置_

? Creat a Region for Each Part_即為每個(gè)部件創(chuàng)建各自的區(qū)域;

? Creat a Boundary for Each Part Surface_即為每個(gè)部件面創(chuàng)建邊界;

? 對(duì)于特征曲線的設(shè)置可依據(jù)個(gè)人需要;

? 關(guān)于Interface的創(chuàng)建設(shè)置,建議新手選擇Do Not Create Interfaces From Contacts(即不通過接觸創(chuàng)建Interfaces),之后采用手動(dòng)設(shè)置Interfaces的方式來完成,采用自動(dòng)創(chuàng)建如果出錯(cuò),新手很難覺察問題所在;

? 當(dāng)然本案例中僅有一個(gè)域,并未涉及到Interfaces的使用;

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖10

? 之后可在左側(cè)結(jié)構(gòu)樹中查看Regions并進(jìn)行后續(xù)的邊界相關(guān)設(shè)置;

▓ 設(shè)置邊界類型

Star CCM+案例—對(duì)稱鈍狀體的跨聲速風(fēng)洞流場(chǎng)-01的圖11

? 參照上圖,進(jìn)行各自的邊界類型設(shè)置_

? 面Inner wall的邊界類型為Stagnation inlet(滯止入口);

? 面Pressure的邊界類型為Pressure Outlet(壓力出口);

? 面Symmetry_plane1與面Symmetry_plane2的邊界類型為Symmetry Plane(對(duì)稱面);

? 其中Inner_wall與Slip wall保持默認(rèn)的邊界類型wall即可,Slip wall應(yīng)該是滑移壁面,而滑移壁面屬于邊界條件,之后再進(jìn)行相關(guān)設(shè)置_



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