如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖

2019年10月10日起,我將在平臺發布《新能源汽車PACK熱流場分析進階16講》。

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在動力電池的仿真中,常常需要觀察液冷系統,或者說電芯的溫度隨時間變化的一個云圖,那么怎么樣才能做出如下圖這的云圖尼?    

2(1).gif
低溫.gif

                                           如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖的圖3

首先我們就要調用STAR-ccm+兩相流模型下面的VOF模型,是建立在固定的歐拉網格下的表面跟蹤辦法,建立在兩種或者多種流體(或相)不相互混合的前提下,當需要得到一種或者多種相不相融的流體交界面時,可采用這種模型。在vof模型中,不同的流體組分共用一套動量方程,通過引進相體積分數這一變量,實現對每一個計算單元相界面的追蹤。在每個控制容積內,所有相體積分數額總和為1,所以變量及其屬性正在控制容積內各相共享,并且代表了容積平均值。這樣,在任何給定控制容積內的變量及其屬性純粹的代表了一相或者相的混合,并且由相體積分數決定。換句話說,

在單元中,若第q相流體體積分數為a,那么可能存在以下三種情況

(1)a=0:單元里不存在第q相流體。

(2)a=1:單元里充滿了第q相流體。

(3)0a<1:單元里包含了第a相流體和一相或者其他多相流體的界面

基于a的局部值,適當的屬性和變量在一定范圍內分配給每一個控制單

本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設置液冷系統內的冷卻液的流動狀態:

1.   設置進口兩相材料的體積分數:cooling water:air=1:0

2.   設置出口兩相材料的體積分數cooling water:air=0:1

3.   定義進口質量流量值:44.6g/s(4L/min)

 

選擇物理模型:流體是湍流且問題涉及多相流體和沸騰。本案例需要兩種流體(水和水蒸氣)。但是,由于這些流體占據相同的域,所以僅需要一個連續體和一個區域即可設置模擬。物理模型的選擇如下:

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如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖的圖5如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖的圖6如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖的圖7

定義材料特性:在連續體continuum中,右鍵單擊Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 節點,創建新相,把新相命名為cooling,在cooling節點選擇流體和恒密度兩種模型。同樣的方式創建氣相。

定義相間相互作用:定義液體和氣相之間的相互作用

后處理:由于本模擬是瞬態模擬,因此需要設置時間步、各時間步內允許的最大內部迭代次數以及獲得求解所用的總體物理時間。選擇Solvers> Implicit Unsteady節點,然后將時間步設為0.5 s。,將Maximum Physical Time設置為60s;設置圖片導出的,每計算0.5s導出一張,從0s-60s計算中導出照片,這樣共計120照片,可通過其他插件把連續的照片制作成GIF動圖。

m'x.jpg

如何利用Star-ccm+做出炫酷的動態云圖的圖9

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