STAR-CCM+表面修復的案例
STAR-CCM+模型修補之網格修復功能
本文通過剎車盤裝配體模型來演示STAR-CCM+的網格修復功能。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
幾何模型
幾何模型如下圖所示，文末有相應的sim文件鏈接，請需要的同學自行領取。
STAR CCM+表面修復錯誤Surface Repair Error
檢查表面共有6種選項，分別對應圖片如下：
1）Pierced faces：穿刺面
2）Face quality：面質量
3）Face proximity：面接近度
4）Free edges：自由邊
5）Non-manifold edges：非多重邊：表示內部面相交的直線，被一個外部面相交；
6）Non-manifold vertices：多重點：表示兩個面之間只有一個點連接，沒有其它連接。
其中1,4,5和6是表面錯誤，2和3是質量的好壞。
STAR-CCM+ v10.06 穿刺面修復功能：Surface Repair現新貌
STAR-CCM+ v10.06
：
Surface Repair
現新貌
James Clement
Star-ccm+產品經理
表面修復工具(Surface Repair)第一版于2007年末推出，當在STAR-CCM+中表面重構（Surface Remesher）產生穿刺面時幫助用戶修復表面。這是一款僅具備五到六種功能的簡單修復工具。盡管功能有限，但是它還是取締了將表面網格輸出給STAR-CD(用戶當時需進行一些操作)，完成修復并將其返回至STAR-CCM+的過程。在過去的8年時間里，它已從一款非常簡單的修復工具發展成一款功能全面的手動表面處理工具包。它帶來的好處就是是用戶可以自信地從幾乎任何輸入中創建干凈、封閉的表面。不足之處主要存在于項目初步實施階段：我們沒想到這款工具會變的如此受歡迎和強大，坦率地講，我們的GUI (圖形用戶界面)并未做好應付這種情況的準備。鑒于此，我們決定對這款表面修復工具進行改造，讓其煥然一新。因此，從去年早些時候，我們的西雅圖辦事處成為了表面修復工具(Surface Repair)的改造及持續開發中心。
我們開展此項目的目標是在保持其原有功能的基礎上，通過減少鼠標點擊和移動讓整個操作流程變得更簡單，同時讓這款工具更直觀。我們相信我們已在即將于萬圣節前后發布的STAR-CCM+ v10.06中實現了這個目標。
展開 STAR-CCM+表面檢查——仿真模型檢查清單
STAR-CCM+將上述步驟都綜合整理至一棵清晰明了的特征樹中，盡管特征樹下也有挺多不易發現的展開項，但是總體結構是非常清晰的，很適合新手快速入門，尤其是網格的自動劃分功能，可以省去很多的麻煩。
圖1 STAR-CCM+的特征樹
使用時可以按照特征樹由上至下依次進行設置，但是當模型較為復雜，且設置的項目較多時，還是時不時地會不小心忘記或錯誤設置一些條件，導致提交計算后才發現問題所在，尤其是不得不重新修改幾何或者重新劃分網格時，總不免懊悔萬分，責備自己為什么沒有提前察覺到問題。
與其周期性地自我譴責，不如耐心整理一個Checklist，以期一勞永逸。以下內容即根據特征樹上各部分特點整理的
Checklist，既警醒自己，也供他人參考。
Geometry
主要功能：創建或導入幾何，完成簡單的幾何編輯，創建幾何參數，基于布爾操作提取內外場域，基于Part的網格劃分等。
展開 
STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（一）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。
1.啟動：
開始→所有程序→STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。
點擊File→New Simulation，如圖3所示，彈出如圖4所示窗口，單擊OK按鈕，創建新的模擬。
單擊菜單File→Import surface mesh，如圖5所示，或者單擊按鈕，進入模型導入菜單，如圖6所示。
選擇所有x_t模型，單擊“打開”，按鈕，彈出如圖7所示菜單，為了減少內存壓力，這里設定Tessellation Density一項為“Coarse”。
單擊“OK”按鈕，進入主界面，導入模型如圖7所示。
3.簡單前期設定：
由于導入模型是固體模型，最后要求解的是其內腔的流體區域，所以先將所有固體模型合并起來，如圖8所示，將Regions樹下的所有body選擇，右鍵選擇“Combine”，將所有固體模型合并，如圖9所示。
對各個區域部件重新進行命名；如圖10所示，先將前三個同類的Boundary、Boundary1 1、Boundary1 2擋板合并并命名為
對模型中的固體部件Boundary1 8、Boundary1 9通過“Combine”合并并重新命名為“Struts”,如圖12所示。
對模型中的入口管道Boundary1 6重新命名為“Inlet pipe”,如圖14所示。
對模型中的固體部件Boundary1 11、Boundary1 14通過“Combine”合并并重新命名為“Cross pipe”,如圖15所示。
展開 STAR-CCM+表面流線案例：貼體流線創建
Star-CCM+是Siemens公司最新發布的一套完整的多物理場解決方案，用于仿真在現實條件下運行的產品和設計。軟件獨特地為每位工程師的仿真工具包帶來了自動化的設計探索和優化，使您可以有效地探索整個設計空間，而不必關注單點設計方案。通過該軟件，可以實現產品的零件分析處理，支持靜態結構、動態結構、熱分析：溫度、熱流等多方面的分析計算，為用戶提供專業的仿真分析平臺。Siemens Star-CCM+專注于CFD的多物理場仿真，支持流體動力學模擬、電池模擬、協同仿真、設計探索、電機、電化學、引擎模擬、移動物體、流變學、固體力學等多個方面，無論是真實的多物理場仿真，捕捉產品的完整幾何形狀，以及可能影響其真實世界性能的所有物理特性，以及通過自動化和設計探索，您可以輕松地從這些模擬中獲取最大價值。
在Simcenter STAR-CCM+流體分析的后處理中，普通流線只能夠觀察到流體域內的情況，如下圖所示，不能很好的觀察近壁面的流線情況。于是約束流線方法應運而生，下面介紹約束流線的定義和創建方式。
約束流線（Constrained Streamline）速度矢量與流線沿著近壁面路徑彎曲，更好地突出顯示近壁面的流動狀態。（下圖顯示約束流線圖的流場）
1、創建約束流線（ConstrainedStreamline）：Derived Parts > New Part >ConstrainedStreamline
2、在“ConstrainedStreamline”編輯窗口中，選擇“input parts”和“seed parts”為第（1）步中創建的貼體的壁面boundry。通過選擇“New Steamline Displayer”選項，確保將“Constrained Streamline”添加到當前場景。
展開 STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（二）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考
4.修補面處理：
因為是對其內部流體進行計算分析，所以先將大的開口封閉起來，小的縫隙可以通過包面進行自動縫合，首先進行如圖23所示兩個進口及三個出口的縫合。
右鍵單擊Representations→Import，選擇Repair Surface...選項, 彈出如圖24所示“Surface Preparation Options”菜單，因為是要進行縫補大面，而不是進行質量檢查，所以取消“Check All”選項，點擊“OK”按鈕，進入如圖25所示的“Repair Surface Mesh”菜單界面。
點擊如圖26所示“Fill Polygonal Patch”按鈕，將模型中的“inlet pipe”進口進行封閉,如圖27所示。
將“Faces”改為“Edges”選項，將“Cross pipe”入口進行修補，修補之后的效果如圖28所示。
運用同樣的方法將三個出口也進行修補，修補后的效果如圖29所示。
由于之前的特征性有可能會影響到包面的效果，所以將之前的特征線進行刪除，選擇模型樹中Regions→Feature Curves,將圖30中所有的特征線進行選擇，然后右鍵“Delete”進行刪除。
4.漏洞檢測：
右鍵點擊Continua→Mesh1→Models→Surface Wrapper,選擇Run leak detection...，先將“Current Point”選擇為“Source Point”，將圖31所示紅點移到模型外部；再將“Current Point” 選擇為“Target Point”，將圖32所示的紅點移到模型內部。
展開 STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（四）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。
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STAR-CCM+擋板建模案例：復雜表面幾何處理與網格劃分
啟動
開始→所有程序→STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。
圖2 STAR-CCM+界面
點擊File→New Simulation，如圖3所示，彈出如圖4所示窗口，單擊OK按鈕，創建新的模擬。
圖3 創建新模擬
圖4 創建新模擬窗口
打開模型文件
單擊菜單File→Import surface mesh，如圖5所示，或者單擊
按鈕，進入模型導入菜單，如圖6所示。
選擇所有x_t模型，單擊“打開”，按鈕，彈出如圖7所示菜單，為了減少內存壓力，這里設定Tessellation Density一項為“Coarse”。
圖5 導入表面模型菜單
圖6 導入表面模型窗口
圖6 導入表面模型窗口選項
單擊“OK”按鈕，進入主界面，導入模型如圖7所示。
展開 STAR-CCM+復雜表面幾何處理與網格劃分（三）
CCM+，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。
6.網格重構：
為了之后的網格不受影響，先將之前導入網格刪除。右鍵點擊Representations→Import，在彈出菜單中選擇Delete，將Import網格刪除，如圖43所示。
在入口和本體的連接處建立一個長方體加密區域。右鍵點擊Tools→Volume Shapes，在彈出的菜單中選擇Block，如圖47所示。
彈出“Create Block Volume Shape”菜單，將長方體進行拉伸和縮放，最后將區域定位于入口與主體的連接處，如圖48所示，點擊“Create Block Volume Shape”菜單下方的“Create”按鈕，建立此加密區域。
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展開 STAR-CCM+體網格切面，復雜表面幾何處理與網格劃分
啟動
開始→所有程序→STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。
圖2 STAR-CCM+界面
點擊File→New Simulation，如圖3所示，彈出如圖4所示窗口，單擊OK按鈕，創建新的模擬。
圖3 創建新模擬
圖4 創建新模擬窗口
打開模型文件
單擊菜單File→Import surface mesh，如圖5所示，或者單擊
按鈕，進入模型導入菜單，如圖6所示。
選擇所有x_t模型，單擊“打開”，按鈕，彈出如圖7所示菜單，為了減少內存壓力，這里設定Tessellation Density一項為“Coarse”。
圖5 導入表面模型菜單
圖6 導入表面模型窗口
圖6 導入表面模型窗口選項
單擊“OK”按鈕，進入主界面，導入模型如圖7所示。
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