starccm幫助案例
關注創建者：仿真資料吧 創建時間：2023-06-28
starccm幫助案例的實例教程
1、
問題描述
本案例演示如何在STAR-CCM+ 中設置空化問題。它模擬水的二維強制流體在大氣壓下流過噴嘴，然后進入注滿空氣的腔室。噴嘴寬度約1 mm。相關幾何體左側邊界的規定壓力為 5 x 10^7Pa，而右側邊界處于大氣壓力下。底部的邊界是一個對稱平面，并且所有其他邊界都是實心壁面。最初，左腔室注滿水，而求解域的其余部分則注滿空氣。使用默認的K-Epsilon 模型為湍流建模。窄噴嘴入口處的尖角與流體加速結合產生一個可發生空化的低壓區域。
2、
STAR-CCM+設置
（1）設置物理屬性；在該模擬中，流體是湍流且問題涉及多相流體和空化。此次分析需要三種流體（空氣、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。設置物理屬性如下：
（2）設置材料特性；在Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases節點，創建H2O、AIR、H2O(G)三個相。
（3）定義相間相互作用；要建模空化，需使用VOF 多相交互作用模型和 Schnerr-Sauer 空化模型。右鍵Models> Multiphase Interaction > Phase Interactions，新建相間相互作用，選擇VOF-VOFPhase Interaction和Schnerr-Sauer兩個模型。
（4）設置初始條件；連續體中的兩個初生流體空間分布的初始條件是：只在左腔室中注入水，在右腔室和通道內注入空氣。指定這種分布的便捷方法是創建并使用場函數。
展開 1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設置沸騰問題。它模擬水流過加熱表面時沸騰的情況。水從左側邊界流入計算域（規定的速度和溫度分別為 1 m/s 和 350 K）。水從右側邊界流出（規定的溫度為大氣壓下 370 K）。假設底部邊界為一個固定溫度規定為 540 k 的壁面。所有其他邊界假定為絕熱的實心壁面。模型如下：
2、STAR-CCM+設置
（1）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：
（2）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H2O，在H2O節點選擇流體和恒密度兩種模型。同樣的方式創建氣相，并把其中的air替換為水蒸氣。
（3）定義相間相互作用；定義液體和水蒸氣相之間的相互作用。分別將 H2O 相和 H2O (G) 相指定為初生相和次生相。使用多相交互作用模型可定義液體和蒸汽相之間的相互作用。右鍵單擊Models > MultiphaseInteraction > Phase Interactions，創建一個新相間相互作用。選擇相應的沸騰模型。因沸騰而產生的壁面熱通量是壁面邊界的高度非線性函數，其中壁面溫度是數值求解的一部分。例如，給定的熱通量壁面邊界或固液交界面。在這些情況下，為了改進收斂，可降低沸騰產生的熱通量的亞松馳因子值（Rohsenow 沸騰節點中的亞松馳因子屬性）。
展開 1、問題描述
本案例的描述的是不可壓縮的空氣流經直徑D = 0.01 m 的圓柱體。在正確條件下，渦流會形成并以正常模式從圓柱體脫離。自由流速度是0.15 m/s，流體是雷諾數 (Re) 為75 的層流流體。二維網格中圓柱渦脫落的部分需要加密，網格如下圖所示：
2、STAR-CCM+設置
本案例的使用的流體是空氣，而且是不可壓縮和層流式流體。渦流脫落是周期現象，它需要使用瞬態求解器。
（1）選擇本案例相應的物理模型；
（2）修改空氣屬性，在Models> Gas > Air > Material Properties > Density > Constant節點，把值為1。將節點DynamicViscosity > Constant的值改為2.0E-5Pa-s，在Fluid> Initial Conditions > Velocity節點把速度改為[0.15,0.0] m/s。
（3）Regions >Fluid_Domain > Boundaries > Inlet節點，把進口速度節點改為分量，將其值改為[0.15, 0.0] m/s。
3、計算8秒以后的圓柱后面的渦如圖所示。
計算域渦分布
圓柱的升力系數
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展開 汽車擋風玻璃上的霜會嚴重影響駕駛員的視野，對行車安全產生危害，本案例展示STAR-CCM+除霜分析，模型如下：
2、STAR-CCM+設置
（1）選擇物理模型；本案例有空氣域（乘員艙）和固體域（擋風玻璃），因此需要分別設置空氣域的物理模型和固體域的物理模型，與除霧計算不同的是，除霜計算的thin film設置在固體域，從而在擋風玻璃外面設置冰層厚度。物理模型的選擇如下：
（2）設置交界面；在STAR-CCM+ 中，選擇流體域和固體域的同一個面，右鍵創建interface；
（3）初始化參數；在Continua>glass>Initialconditions節點設置玻璃初始化溫度263°，在Region>glass>out節點，設置冰層的厚度0.5mm，冰層溫度為270K；
（4）設置邊界條件和數值；選擇Regions > Fluid >Boundaries > Inlet，設置速度為10m/s，進口溫度為313K；出口設置為out；
（5）設置固體邊界的對流換熱系數；固體域外表面的熱屬性修改成對流，并把對流換熱系數設置為10.0 W/m^2-K，外表面溫度設置為270°。
（6）由于本案例是瞬態模擬，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1s。將最大物理時間設置為900s；
（7）運行模擬；計算結果如下：
冰層厚度變化
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展開 問題描述
本案例描述的是一個半徑為 1.78 cm，受到恒定溫度 306.3 K 加熱且具有無限長度的圓柱體置于另一個較大的半徑為 4.628 cm且以較低的固定溫度 293.7 K 加熱的圓柱體內。選擇這些溫度將在環帶內提供一個總體溫度 (Tb) 大約為 300 K的均勻溫度分布。因為預期流動將圍繞中心線對稱進行，所以僅需要使用一半幾何，如下所示：
STAR-CCM+設置
（1）本案例流體是牽涉到溫度的自然對流問題，且流速很慢，因此選擇理想氣體的層流。本案例物理連續體的設置如下：
（2）在物理連續體的修改理想氣體的動力粘度和導熱率。
（3）在Regions >ConvectionCylinders節點，把圓柱的內壁和外壁的熱規范都改成溫度。然后把內壁的溫度改成306.3K，外壁溫度改成293.7K。（2）在物理連續體的修改理想氣體的動力粘度和導熱率。
（3）在Regions > ConvectionCylinders節點，把圓柱的內壁和外壁的熱規范都改成溫度。然后把內壁的溫度改成306.3K，外壁溫度改成293.7K。
（4）在Solvers> Coupled Implici節點，把庫朗數修改成100，加速收斂。點擊運算按鈕，計算結果如下：
圓柱中溫度分布
圓柱中速度矢量分布
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為什么
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RBM
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基于計算域的網格劃分（
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