STAR CCM+培訓基礎 課件

1、START UPSTAR-CCM+Next Generation CFDCDAJ-Chinaver.3.04.009開始此教程適用于STAR-CCM+的初學者，讀者可以參照實際的例題一邊操作STAR-CCM+一邊學習，以掌握STAR-CCM+的基本使用方法。此教程使用3個例題較全面地介紹了STAR-CCM+的功能和使用方法。此教程的目的在于幫助讀者理解STAR-CCM+的網(wǎng)格生成、模擬條件設定、后處理等一系列計算流體力學的要素。0CFD是什么？0-1用計算機來解決流動問題？0-2網(wǎng)格與差分方法0-3Navier-Stokes方程0-4紊流模型在進入正文之前，什么是CFD？在進行CFD時需要注意

2、什么？本章先作一些簡單介紹。0-1用計算機來解決流動問題？CFD = Computational Fluid Dynamics = 計算流體動力學。所謂CFD，是以計算機為工具，用數(shù)值的方法來解決流動問題的流體力學。下面考慮一個簡單的例子?？紤]汽車行進中周圍的空氣阻力因為是流體的流動計算，計算對象是除去汽車車體之外的空氣區(qū)域由于計算對象的空間被分割為網(wǎng)格，所以在1個網(wǎng)格內可作為同樣的狀態(tài)（物理量）進行計算從邊界條件和內部形狀等得到計算結果，每個網(wǎng)格有速度矢量、壓力、質量等結果信息前方來流條件需要對計算對象區(qū)域的邊界給予某種條件(邊界條件)無摩擦行進速度車體表面大氣壓左圖的例子，汽車周圍到天空，

3、空氣是連續(xù)存在的，把全部的空氣做為計算對象是不現(xiàn)實的。 (圖1)通常的分析中，我們選出有限大的區(qū)域，在計算中設定這個區(qū)域，在區(qū)域邊界處給予某種條件即邊界條件。(圖2) 為了以計算機，用數(shù)值的方法計算，在所選出的區(qū)域內對連續(xù)的空氣空間進行分割。(圖3)圖1圖2圖3圖4更細的空間分割程度，能提高計算的分辨率。將求解區(qū)域的空間分割為網(wǎng)格，以網(wǎng)格上的離散的值來近似空間上連續(xù)的值，稱為離散化。每一個解析網(wǎng)格即一個控制體。0-2網(wǎng)格與差分方法解析網(wǎng)格網(wǎng)格（控制體）計算時，從邊界條件處獲得物理量的值，在相鄰網(wǎng)格之間有著質量、動量和能量的傳遞。隨著計算的推進，得到全部網(wǎng)格上流速、壓力和密度等物理量的值。邊界條

4、件邊界條件網(wǎng)格以網(wǎng)格上離散的值構建差分方程的方法稱為差分格式，離散網(wǎng)格上的差分方程是連續(xù)空間上的微分方程的近似。使用不同的差分格式，計算的精度、穩(wěn)定性都有變化。從上風獲得網(wǎng)格的值 上風差分(UD)格式=Upwind Differencing 一階精度MARS格式=Monotone Advection And Reconstruction Scheme 二階精度 流速，壓力等網(wǎng)格網(wǎng)格網(wǎng)格Navier-Stokes方程式完整描述了流體的運動。0-3Navier-Stokes方程歐拉（17071783）瑞士數(shù)學、物理學、天文學家納維爾（17851836）法國數(shù)學、物理學家斯托克斯(18191903)

5、愛爾蘭數(shù)學、物理學家歐拉方程描述無粘性流體的運動Navier-Stokes方程完整描述流體的運動考慮粘性Navier-Stokes方程離散化的過程還留有某些問題，那就是比網(wǎng)格的分辯率還小的小旋渦(混亂)引起的問題。包含這些小旋渦的流動稱為紊流，紊流從大的旋渦慢慢向小的旋渦擴散。如果使用比這些小旋渦還小的網(wǎng)格來計算，計算規(guī)模將非常大，現(xiàn)代的計算機處理能力遠遠達不到實用階段，所以有必要使用紊流模型來近似。非定常項對流項擴散項源項為了表現(xiàn)比網(wǎng)格分辯率還小的小旋渦對流動的影響，采用被稱為紊流模型的物理模型是必不可少的。0-4紊流模型層流紊流？不能捕捉細小的混亂紊流模型有很多種類。根據(jù)旋渦粘性(紊流粘性

6、)的概念近似Raynalds應力，效果較好，應用方便，構成了紊流模型中很大一類。一般的，求解時間平均化了的N-S方程(RANS方程式=Reynolds Averaged Navier-Stokes)，可作為Raynalds應力的體現(xiàn)，由此發(fā)展出一系列紊流模型。 但是，在非線性很強的情況下問題會變得很困難。紊流模型時間平均模型RANS空間平均模型LES (Large-eddy simulation)紊流粘性模型應力模型RSM (Reynolds Stress models)層流計算線性紊流粘性非線性紊流粘性Chapter1STAR-CCM+概述 1-1STAR-CCM+概述STAR-CCM+的概

7、述相關說明。1-1-1.STAR-CCM+概述1-1-2.多面體網(wǎng)格的特征1-1-1STAR-CCM+概述STAR-CCM+的特征相關說明。操作過程流程化，不需要額外復雜的操作新GUI面板使操作更簡易化GUI設定采用樹狀結構清晰明了，通過對話框選擇設定不易遺漏和出錯所有操作可以在GUI中全部完成工程應用實用性很強實時結果顯示（矢量，標量，監(jiān)控數(shù)據(jù)等）利用各種工程參數(shù)判定收斂（流量，力，溫度，用戶自定義的各種物理量）實時結果顯示，包括矢量和標量等殘差速度Cd : 阻力系數(shù)Cl : 升力系數(shù)對任意工程參數(shù)的監(jiān)測，可以用來判定收斂Cp : 壓力系數(shù)任意的多面體形狀多面體1-1-2多面體網(wǎng)格特征迭代步

8、數(shù) vs Cd，Cl值迭代步數(shù) vs Cd，Cl值四面體網(wǎng)格：2，131，703 (1.3GB內存)多面體網(wǎng)格 ：353，022 (900MB內存)多面體網(wǎng)格的收斂性更優(yōu)于四面體網(wǎng)格。只需要更少的迭代步數(shù)，Cd，Cl值便可達到比較穩(wěn)定的收斂數(shù)值。多面體模型只需要四面體網(wǎng)格數(shù)的1/4，但計算精度相當。對網(wǎng)格數(shù)量的依賴性比四面體更小。多面體四面體43.25 hours10 hours1.6 hours New Simulation。Create a New Simulation 對話框出現(xiàn)。選擇單線程Serial。單擊OK。1Tips!需要并行處理時，選擇Parallel，具體的設定方法請參照AP

9、PENDIX:B。2342-2-3網(wǎng)格數(shù)據(jù)的讀入讀入網(wǎng)格數(shù)據(jù)。- 單擊File Import。出現(xiàn)打開對話框。- 選擇文件star.ccm，點擊 打開 。出現(xiàn)Import Mesh Options對話框。反選Open geometry項。點擊OK。21345687選中Open geometry項的話，讀入網(wǎng)格數(shù)據(jù)后會自動生成一個視圖(Scene)。為了在后面章節(jié)中詳細介紹視圖(Scene)功能，所以這里反選了此項。2-2-4STAR-CCM+的界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)讀入后，各種可操作對象均顯示在界面中。主菜單(Menu)工具欄 (Toolbar)屬性窗口(Properties Window)視圖窗口(G

10、raphics Window)輸出窗口(Output Window)樹狀模擬管理窗口(Simulation Tree)2-2-5STAR-CCM+的文件STAR-CCM+的模擬保存之后只產(chǎn)生一個模擬文件(*.sim)，網(wǎng)格數(shù)據(jù)、分析條件、結果信息等全部保存在模擬文件中。保存模擬文件。點擊File Save。出現(xiàn)保存對話框。選擇保存的文件夾。輸入文件名。點擊保存。123452-2-6視圖顯示將幾何模型顯示在視圖窗口中。使用Scene功能來實現(xiàn)幾何模型、速度矢量、壓力標量等視圖的顯示。右鍵點擊Scene New Scene Geometry。在視圖窗口中顯示出幾何模型。12Tips!Scene也會

11、被保存在模擬文件(*.sim)中。但是新打開模擬文件的時候并不顯示在視圖窗口中，需要雙擊欲顯示的Scene或右鍵點擊選擇Open。種類旋轉放大/縮小平移方法鼠標左鍵鼠標中鍵鼠標右鍵縮小放大2-2-7鼠標視圖操作使用鼠標操作在視圖窗口中實現(xiàn)旋轉、放大/縮小、平移。2-2-8Scene工具欄新建、打開Scene。將全部模型居中顯示在視圖窗口。旋轉模型。通過點擊2點確定一個矩形的放大區(qū)域。視圖的保存、設定、選擇。后退(Undo)到前一步的視圖。前進(Redo)到后一步的視圖。透視模型。通過點擊2點確定截面位置。通過點擊2點測量距離。Scene工具欄上按鈕的作用說明如下：2-2-9顯示網(wǎng)格線顯示網(wǎng)格線

12、。點擊Geometry1 Displayers Geometry1。切換到Geometry1屬性窗口。選中Mesh。網(wǎng)格線顯示在視圖窗口中。 如果沒有顯示Scene Explorer窗口，請從Window Scene Explorer打開。1234本節(jié)對物理模型（Physics Continuum）的設定方法進行詳細說明。2-3-1.設定物理模型2-3-2.設定物性值2-3模型設定設定物理模型。右鍵點擊Continua Physics 1，選擇Select models。打開Physics Model Selection面板。122-3-1設定物理模型設定計算條件。選擇Motion Stati

13、onary。被選擇了的模型會追加到右邊的Enabled Physics models欄里。選擇Material Liquid。選擇Flow Segregated Flow。1234選擇Equation of State Constant Density。選擇Time Steady。選擇Viscous Regime Turbulent。567選擇Turbulence K-Epsilon Turbulence。確認所有設定，然后點擊Close。98Physics 1 Models Liquid H2O節(jié)點下的流體密度、粘度系數(shù)物性值，可以在此進行修改。本例使用默認的數(shù)值。1設定物性值。Tips!物

14、性值可以從STAR-CCM+的物性值數(shù)據(jù)庫中選擇。 右鍵點擊H2O，選擇Replace with，從數(shù)據(jù)庫中選擇需要的流體物性。2-3-2設定物性值本節(jié)對邊界條件（Boundary）的設定方法進行詳細說明。2-4-1.入口邊界條件設定（inlet）2-4-2.出口邊界條件設定（outlet）2-3-2設定邊界條件設定in的邊界類型。點擊Regions Zone Boundaries in。在屬性窗口中把Type更改為Velocity Inlet。12-4-1入口邊界條件設定（inlet）2設定in的入流條件。點擊Regions Zone Boundaries in Physics Values

15、 Velocity Magnitude Constant。在屬性窗口中把 Value的值更改為1.0。 改動數(shù)值后需要按回車鍵Enter生效。數(shù)值的單位會自動賦予。1Tips!入流方向是垂直于Boundary面，指向計算域內部的。2設定out的邊界條件。點擊Regions Zone Boundaries out。在屬性窗口中把Type更改為Pressure Outlet。12-4-2出口邊界條件設定（outlet）2設定out的出流條件。12Tips!:參考壓力參考壓力的值在Continua Physics Reference Vales Reference Pressure中進行設定。點擊B

16、oundaries out Physics Values Static Pressure Constant。在屬性窗口中把Value的值更改為0.0。本節(jié)對計算結果的顯示方法進行說明。2-5-1.結果顯示設定（壓力云圖）2-5結果顯示設定設定壓力云圖。點擊圖標Create/Open Scenes Scalar。展開Scalar Scene 1的目錄樹。22-5-1結果顯示設定（壓力云圖）1選擇顯示對象。點擊Scalar Scene Displayers Scalar 1 Parts。在屬性窗口中選擇Parts。點擊按鈕 。點擊Close。1234將顯示對象變更為壓力云圖。點擊Scalar Sc

17、ene 1 Displayers Scalar 1 Scalar Field。在選型窗口的Function里，選擇Pressure。云圖的刻度欄變?yōu)镻ressure (Pa)。123變更照明的相關設定。 右鍵點擊Scalar Scene 1 Attributes Light。選擇Head Light。12變更顯示狀態(tài)。選擇工具欄上的Save-Restore-Select views Look Down +Z Up -Y。顯示狀態(tài)被變更。12本節(jié)對計算的執(zhí)行方法進行說明。2-6-1.執(zhí)行計算2-6-2.STAR-CCM+的退出方法2-6執(zhí)行計算執(zhí)行計算。點擊工具欄上的Run。Residuals窗

18、口自動打開，計算開始執(zhí)行。點擊Scalar Scene 1切換到云圖顯示窗口。窗口顯示為壓力云圖。12-6-1執(zhí)行計算2隨著計算進行實時更新。34退出STAR-CCM+。點擊主菜單File Exit。Save對話框出現(xiàn)。若要保存模擬文件，選擇Save。若不保存模擬文件，選擇Discard All。1232-6-2 STAR-CCM+的退出方法Chapter3飛艇周圍的流動模擬模擬概述飛艇周圍的流動模擬。學習內容掌握使用STAR-CCM+進行流動模擬的流程。掌握計算條件的設定流程。掌握網(wǎng)格的生成方法。掌握計算執(zhí)行方法。 掌握如何使用所關心的工程數(shù)據(jù)作為收斂判據(jù)的方法。掌握模擬結果的后處理方法(流

19、線、動畫)。操作流程啟動讀入幾何數(shù)據(jù)設定計算條件網(wǎng)格生成設定結果顯示模擬計算本節(jié)是對飛艇周圍的流動模擬的概述。3-1-1.模擬概述3-1-2.模型尺寸3-1模擬概述3-1-1模擬概述物性：空氣密度：1.1842 kg/m3粘度系數(shù)：1.855e-5 Pas流體物性速度：10 m/s入口出口3-1-2模型尺寸單位：m40095115190203111.51502.58.53-2網(wǎng)格的生成本節(jié)詳細說明了模型的網(wǎng)格生成方法。3-2-1.啟動STAR-CCM+3-2-2.讀入表面數(shù)據(jù)(Surface Data)3-2-3.保存模型3-2-4.確認模型3-2-5.網(wǎng)格生成的流程3-2-6.使用包面(Su

20、rface Wrapper)的原因3-2-7.設定網(wǎng)格模型(Meshing Models)3-2-8.設定網(wǎng)格尺寸和參數(shù)3-2-1啟動STAR-CCM+啟動STAR-CCM+。啟動STAR-CCM+。 Windows操作系統(tǒng)，雙擊STAR-CCM+的圖標。 Unix/Linux操作系統(tǒng)，輸入以下的命令：% starccm+ STAR-CCM+啟動完成之后，點擊主菜單File New Simulation。Create a New Simulation對話框出現(xiàn)。選擇Serial。點擊OK。215343-2-2讀入表面數(shù)據(jù)(Surface Data)讀入飛艇的表面幾何數(shù)據(jù)。點擊主菜單File I

21、mport Surface。打開對話框出現(xiàn)。選擇airship.stl。點擊打開。Import surface options對話框出現(xiàn)。確認Units單位項里選擇的是m (米) 。點擊OK。13472563-2-3保存模型保存模擬文件。點擊File Save。保存對話框出現(xiàn)。選擇保存到的文件夾。輸入文件名airship。點擊保存。123453-2-4確認模型設定視圖顯示。點擊工具欄里Make Scene Transparent。點擊工具欄里Save-Restore-Select views Look Down +Y Up +Z。點擊工具欄里Save-Restore-Select views

22、Store Current View。點擊工具欄里Save-Restore-Select views Restore View，可以看到當前已經(jīng)保存的視圖狀態(tài)。選擇Restore View里的縮略圖就可以恢復到保存過的視圖狀態(tài)。234這里保存的視圖狀態(tài)，在設定結果顯示的時候會使用到。確認讀入的表面數(shù)據(jù)。點擊Geometry Scene 1 Geometry 1。在Properties屬性窗口中，勾選Mesh項。網(wǎng)格線顯示在視圖窗口中。1233-2-5網(wǎng)格生成的流程網(wǎng)格生成的流程說明如下。SurfaceImportSurfaceWrapperSurfaceRemesherPolyhedralMe

23、sherPrismLayerimportWrappedRemeshedPoly+Prism若讀入的表面數(shù)據(jù)存在以下問題，則不能使用STAR-CCM+直接生成體網(wǎng)格。表面錯配(Mismatch)表面之間有交叉和干涉(Intersection)表面有洞(Hole)和縫隙(Gap)3-2-6使用包面(Surface Wrapper)的原因表面錯配表面之間有交叉和干涉使用下面的面板來確認表面數(shù)據(jù)里存在問題的點線面的位置。有關此面板的詳細介紹請參照APPENDIX E。右鍵點擊Representations Import，選擇Repair Surface。 確認將需要檢測的Region選擇到右邊的框中，

24、點擊OK。 出現(xiàn)Surface Mesh Diagnostics面板，被檢測的Region中有問題的點線面及其錯誤數(shù)會顯示出來。231Tips確認表面數(shù)據(jù)里存在問題的方法表面數(shù)據(jù)上出現(xiàn)問題的位置會以相應的顏色顯示出來。在STAR-CCM+中，若想在有問題的表面數(shù)據(jù)上生成體網(wǎng)格，必須先使用【Surface Wrapper】功能修復表面數(shù)據(jù)。運行【Surface Wrapper】前后的表面對比如下圖所示。importimportwrappedwrapped再使用【Surface Remeher】功能，生成適合體網(wǎng)格生成的表面網(wǎng)格。importwrappedremeshed3-2-7設定網(wǎng)格模型(M

25、eshing Models)選擇生成的網(wǎng)格。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Continua Mesh 1，選擇Select Meshing Models。打開Meshing Model Selection面板。21選擇生成網(wǎng)格需要用到的Mesher。12346選擇Surface Mesh Surface Remesher和Surface Wrapper。所選擇的Mesher會顯示在右側的 Enabled Meshing models里。選擇Volume Mesh Polyhedral Mesher。選擇Optional Meshing models Prism Layer Mesher。確認設定

26、。點擊Close。5以下說明選擇Mesher時的變更方法。1點擊Enabled Meshing models里的Surface Wrapper。之前選擇過的Mesher，會重新移動回到左側的面板中。左側面板中的Mesher，在網(wǎng)格生成過程中不會被使用到。再次選擇Surface Wrapper，移動到右側的Enabled Meshing models里，使其重新生效。此例的網(wǎng)格生成需要用到 Surface Wrapper，所以要確保其處于生效狀態(tài)。Tips選擇Mesher時的變更方法233-2-8設定網(wǎng)格尺寸和參數(shù)設定網(wǎng)格的基本尺寸。點擊樹狀模擬管理窗口中的Continua Mesh 1 Ref

27、erence Values Base Size。在屬性窗口中輸入Value的參數(shù)值，Value = 40.0 m。Tips!：Base Size是生成網(wǎng)格時的基本尺寸。這個值在設定別的參數(shù)時是作為Reference Values的基準值存在的。計算域的尺寸在較長方向上大致是400m，這里取其1/10作為Base Size的值。注）以上是比較粗糙的網(wǎng)格尺寸設定。12設定邊界層網(wǎng)格的厚度。點擊Continua Mesh 1 Reference Values Prism Layer Thickness Relative Size。在屬性窗口中輸入Percentage of Base的值為0.5。Ti

28、ps!：Prism Layer Thickness這里設定的是邊界層網(wǎng)格的總厚度（不是一層的厚度）。飛艇船艙的高度為2.5m，取大約其值的1/10來設定。 Prism Layer Thickness34設定表面網(wǎng)格的最小尺寸。點擊Continua Mesh 1 Reference Values Surface Size Relative Minimum Size。 在屬性窗口中輸入Percentage of Base的值為1.0。Tips!：Relative Minimum Size尾翼的厚度是1.0m，設定值需要滿足在尾翼厚度方向上至少能生成兩層網(wǎng)格。56設定表面網(wǎng)格的目標尺寸。點擊Cont

29、inua Mesh 1 Reference Values Surface Size Relative Target Size。 在屬性窗口中輸入Percentage of Base的值為100.0。Tips!：Relative Target Size設定與Base Size相同值即可。78設定包面(Wrapper)網(wǎng)格的尺寸（通過設定包面的比例因子來實現(xiàn)）。點擊Continua Mesh 1 Reference Values Wrapper Scale Factor。在屬性窗口中輸入Percentage的值為30.0。Tips!:Wrapped Scale Factor（包面的比例因子）包面網(wǎng)

30、格尺寸 =Base SizemTarget Size%Wrapped Scale Factor% =40m100%30%=12m910本節(jié)對物理模型（Physics Continuum）的設定方法進行詳細說明。3-3-1.設定物理模型3-3-2.設定物性值3-3模型設定3-3-1設定物理模型設定物理模型。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Continua。點擊New Physics Continuum。右鍵點擊Continua Physics 1。點擊Select models。Physics Model Selection對話框出現(xiàn)。12345設定計算條件。選擇Space Tree Dimensi

31、onal。被選擇了的模型會追加到右邊的Enabled Physics models欄里。選擇Motion Stationary。選擇Material Gas。選擇Flow Segregated Flow。12345選擇Equation of State Constant Density。選擇Time Steady。選擇Viscous Regime Turbulent。678選擇Turbulence K-Epsilon Turbulence。確認所有設定，然后點擊Close。109Tips!打開Auto-select recommended physics models的時候，會自動選擇紊流模型

32、的推薦設定。在K-Epsilon紊流模型中Realizable Two-Layer K-EpsilonTwo-Layer All y+ Wall Treatment會被自動選擇。若想選用其它的模型，請關閉Auto-select recommended physics models。Physics 1 Models Gas Air節(jié)點下的空氣密度、粘度系數(shù)物性值，可以在此進行修改。本例使用默認的數(shù)值。設定物性值。Tips!物性值可以從STAR-CCM+的物性值數(shù)據(jù)庫中選擇。 右鍵點擊Air，選擇Replace with，從數(shù)據(jù)庫中選擇需要的氣體物性。3-3-2設定物性值110本節(jié)對邊界條件（Bo

33、undary）的設定方法進行詳細說明。3-4-1. 分割Boundary3-4-2. Boundary設定（入口）3-4-3. Boundary設定（出口）3-4-4. Boundary設定（虛擬空間側面）3-4-5. Boundary設定（翼）3-4-6. Boundary設定（翼）3-4-7. Boundary設定（翼）3-4-8. Boundary設定（飛艇船體）3-4-9. Boundary設定（翼）3-4-10. Boundary設定（飛艇船艙）3-4-11.邊界條件設定（inlet）3-4-12.邊界條件設定（outlet）3-4-13.邊界條件設定（side）3-4-14.邊界條

34、件設定（wall）3-4設定邊界條件顯示Boundary。點擊Regions Region 1 Boundaries airship4.stl。當前只存在有一個Boundary。使用分割功能，將Boundary分割成復數(shù)，便于設定。3-4-1分割BoundaryTips!：分割Boundary的理由可以分別定義各種不同的邊界條件（Velocity Inlet、Pressure Outlet等）。由于在體網(wǎng)格生成后，分割Boundary會變得比較困難，所以最好在網(wǎng)格生成前就將Boundary分割好。12分割Boundary。右鍵點擊Regions Region 1 Boundaries airs

35、hip4.stl。點擊Split By Angle。Split Boundaries by Angle對話框出現(xiàn)。在Angle(degrees)中輸入60。點擊Apply。點擊Close。124563確認分割之后的Boundary。點擊任意的Boundary。對應的會在視圖窗口中高亮顯示。978更改airship4.stl的名稱。右鍵點擊airship4.stl。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入inlet。點擊OK。3-4-2 Boundary設定（入口）Tips!快捷鍵在左鍵單擊選中Boundary后，直接

36、按F2鍵就可以進行Rename操作。123654更改airship4.stl（inlet）的邊界類型。點擊Inlet。將屬性窗口里的Type項更改為Velocity Inlet。12更改airship4.stl 2的名稱。右鍵點擊airship4.stl 2。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 2位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入outlet。點擊OK。3-4-3 Boundary設定（出口）123654更改airship4.stl 2 （outlet）的邊界類型。點擊outlet。將屬性窗口里的Type項更改為Pressure Outlet。

37、12更改airship4.stl 36，它們都屬于虛擬空間的側面。點擊airship4.stl 3。按住Shift鍵單擊airship4.stl 6。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 3airship4.stl 6。點擊Combine，將airship4.stl 3airship4.stl 6合并在一起。13-4-4 Boundary設定（虛擬空間側面）234Tips!：復數(shù)項的選擇方法同Windows系統(tǒng)中的操作類似。按住Shift鍵選擇選中從點擊開始位置到點擊終止位置范圍內的復數(shù)項按住Ctrl鍵選擇選中每次點擊所包含的復數(shù)項 更改airship4.stl 3的名稱。65右鍵點擊a

38、irship4.stl 3。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 3位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入side。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41237更改airship4.stl 711，它們都屬于翼1。點擊airship4.stl 7。按住Shift鍵單擊airship4.stl 11。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 7airship4.stl 11。點擊Combine，將airship4.stl 7airship4.stl 11合并在一起。13-4-5 Boundary設定（翼1）234更改airship

39、4.stl 7的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 7。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 7位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入wing1。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41273更改airship4.stl 1216，它們都屬于翼2。點擊airship4.stl 12。按住Shift鍵單擊airship4.stl 16。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 12airship4.stl 16。點擊Combine，將airship4.stl 12airship4.stl 16合并在一起。13-4-6 Bou

40、ndary設定（翼2）234更改airship4.stl 12的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 12。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 12位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入wing2。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41237更改airship4.stl 1721，它們都屬于翼3。13-4-7 Boundary設定（翼3）234點擊airship4.stl 17。按住Shift鍵單擊airship4.stl 21。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 17airship4.stl 21。點擊Combi

41、ne，將airship4.stl 17airship4.stl 21合并在一起。更改airship4.stl 17的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 17。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 17位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入wing3。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41237更改airship4.stl 2230，它們都屬于飛艇船體。13-4-8 Boundary設定（飛艇船體）234點擊airship4.stl 22。按住Shift鍵單擊airship4.stl 30。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4

42、.stl 22airship4.stl 30。點擊Combine，將airship4.stl 22airship4.stl 30合并在一起。更改airship4.stl 22的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 22。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 22位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入body。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41237更改airship4.stl 3135，它們都屬于翼4。13-4-9 Boundary設定（翼4）234點擊airship4.stl 31。按住Shift鍵單擊airship4

43、.stl 35。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 31airship4.stl 35。點擊Combine，將airship4.stl 31airship4.stl 35合并在一起。更改airship4.stl 31的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 31。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 31位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入wing4。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41237更改airship4.stl 3638，它們都屬于飛艇船艙。13-4-10 Boundary設定（飛艇船艙）234點擊air

44、ship4.stl 36。按住Shift鍵單擊airship4.stl 38。右鍵點擊復數(shù)選中的airship4.stl 36airship4.stl 38。點擊Combine，將airship4.stl 36airship4.stl 38合并在一起。更改airship4.stl 36的名稱。65右鍵點擊airship4.stl 36。確認視圖窗口中高亮顯示的airship4.stl 36位置。點擊Rename。打開Rename面板。在New Name中填入cabin。點擊OK。邊界條件無需變更，保留默認的 Wall即可。41372設定Inlet入口條件。點擊Regions Region 1

45、Boundaries inlet Physics Values Velocity Magnitude Constant。在屬性窗口中把 Value的值更改為10.0。 改動數(shù)值后需要按回車鍵Enter生效。數(shù)值的單位會自動賦予。13-4-11邊界條件設定（inlet）Tips!入流方向是垂直于Boundary面，指向計算域內部的。設定outlet壓力邊界條件。13-4-12邊界條件設定（outlet）2Tips!:參考壓力參考壓力的值在Continua Physics Reference Vales Reference Pressure中進行設定。點擊Boundaries outlet Phy

46、sics Values Static Pressure Constant。在屬性窗口中把Value的值更改為0.0。設定Side壁面邊界條件。定義滑移壁面條件（Slip Wall）和邊界層。點擊Boundaries side Physics Conditions Shear Stress Specification。在屬性窗口中更改Method項為Slip。13-4-13邊界條件設定（side）2點擊Boundaries side Mesh Conditions Customize Prism Mesh。在屬性窗口中更改Customize Prism Mesh項為Disable。34Tips!

47、當使用Slip壁面條件時，由于不需要計算壁面附近的速度梯度，所以就沒有做邊界層網(wǎng)格的必要。Tips!將壁面條件Shear Stress Specification設為Slip的話，計算時不考慮壁面的剪切力Shear Stress影響。 壁面附近的速度型分布如下圖所示：翼、飛艇船體及飛艇船艙，都不需要變更邊界設定。默認的邊界條件為無滑移壁面條件（No-slip Wall）。3-4-14邊界條件設定（wall）no-slipslip壁面本節(jié)中說明了網(wǎng)格的生成方法。3-5-1.生成表面網(wǎng)格3-5-2.顯示表面網(wǎng)格3-5-3.更改表面網(wǎng)格的顯示3-5-4.生成多面體網(wǎng)格3-5-5.顯示多面體網(wǎng)格3-5

48、-6.顯示模型截面3-5網(wǎng)格生成生成表面網(wǎng)格。點擊工具欄上的圖標Generate Surface Mesh。Wrapped Surface和Remeshed Surface會依次生成。網(wǎng)格生成過程中可以看到進度條在滾動。網(wǎng)格生成結束后，可以在進度條看到Finished字樣。樹狀模擬管理窗口的Representations節(jié)點下會多出來兩個子節(jié)點：Wrapped Surface和Remeshed Surface。3-5-1生成表面網(wǎng)格1234顯示表面網(wǎng)格。選擇Scene Explorer窗口中的Geometry 1。選中屬性窗口中的Mesh。在Representation的下拉菜單里選擇Wrap

49、ped Surface。Wrapped Surface面網(wǎng)格會被顯示。在Representation的下拉菜單里選擇Remeshed Surface。Remeshed Surface面網(wǎng)格會被顯示。3-5-2顯示表面網(wǎng)格2461235Tips：其它顯示方法在視圖顯示窗口中右鍵點擊除模型和Logo之外的空白區(qū)域，出現(xiàn)Geometry Scene面板。從Apply Representation中選擇顯示各種面網(wǎng)格類型。將樹狀模擬管理窗口中Representations節(jié)點下的各種面網(wǎng)格類型直接用鼠標左鍵拖拽到視圖顯示窗口中釋放，就可以顯示了。鼠標左鍵拖拽、釋放隱藏虛擬空間表面的顯示。按住Ctrl鍵

50、在視圖顯示窗口中選中inlet和side。松開Ctrl鍵，使用鼠標左鍵將模型旋轉到一個容易選擇outlet的位置。再次按下Ctrl鍵，在視圖窗口中選中outlet。13-5-3更改表面網(wǎng)格的顯示23使用鼠標旋轉模型。右鍵點擊被選中的inlet、side、outlet任意高亮顯示部分，出現(xiàn)multiple parts面板。選中Displayers inlet / side / outlet Geometry1 hidden。虛擬空間的表面被隱藏了。456Tips：重新顯示被隱藏的部分在視圖顯示窗口中右鍵點擊除模型和Logo之外的空白區(qū)域，出現(xiàn)Geometry Scene面板。重新顯示個別被隱藏的

51、部分：選擇Restore Hidden Part里需要重新顯示的Boundary名稱。重新顯示所有被隱藏的部分：選擇Restore All Hidden Parts。生成多面體網(wǎng)格。點擊工具欄上的圖標Generate Volume Mesh。網(wǎng)格生成過程中可以看到進度條在滾動。網(wǎng)格生成結束后，可以在進度條看到Finished字樣。樹狀模擬管理窗口的Representations節(jié)點下會多出來一個子節(jié)點：Volume Mesh。3-5-4生成多面體網(wǎng)格1234顯示多面體網(wǎng)格。在視圖顯示窗口中右鍵點擊除模型和Logo之外的空白區(qū)域，出現(xiàn)Geometry Scene面板。選擇Apply Repres

52、entation Volume Mesh。3-5-5顯示多面體網(wǎng)格Tips!體網(wǎng)格表面的顯示方法與面網(wǎng)格的顯示方法相同。12設定模型的截面顯示圖。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Derived Parts節(jié)點。選擇New Part SectionPlane.。在Create Section Plane Parameters中填入以下數(shù)值： originx,y,z=0,0.1,0 normalx,y,z=0,1,0選中Display New Geometry Plane。點擊Create。點擊Close。3-5-6顯示模型截面125346顯示截面。選擇Scene Explorer窗口中的Geomet

53、ry Scene 1 Section Geometry。選中屬性窗口中的Mesh。截面顯示在視圖窗口中。123本節(jié)對計算結果的顯示方法進行說明。3-6-1.設定結果顯示（速度矢量圖）3-6-2.設定結果顯示（壓力云圖）3-6-3.同時顯示多個結果3-6設定結果顯示設定速度矢量圖的顯示。點擊工具欄上的圖標Create/Open Scenes Vector。在Scene Explorer中出現(xiàn)Vector Scene1。點擊Vector Scene1 Displayers Vector 1。在屬性窗口中，Projection Mode下拉菜單里選擇Tangential。3-6-1設定結果顯示（速度

54、矢量圖）234Tips!：Projection Mode None：三維矢量 Normal：沿截面法線方向的分量Tangential：沿截面切線方向的分量NormalTangentialNone截面1選擇顯示對象。選擇Vector Scene 1 Displayers Vector 1 Parts。點擊屬性窗口中的Parts項。在Select Objects面板中選擇plane section。點擊 按鈕。點擊Close。35412變更顯示狀態(tài)。點擊工具欄上的圖標Save-Restore-Select views。選擇Restore View View 1。更新成為之前保存的視圖狀態(tài)（保存于3

55、-2-4的視圖狀態(tài)）。123設定壓力云圖的顯示。點擊工具欄上的圖標Create/Open Scenes Scalar。在Scene Explorer中出現(xiàn)Scalar Scene 1。點擊Scalar Scene 1 Displayers Scalar 1。在屬性窗口中，Contour Style下拉菜單里選擇Smooth Filled。3-6-2設定結果顯示（壓力云圖）1234選擇顯示對象。選擇Scalar Scene 1 Displayers Scalar 1 Parts。點擊屬性窗口中的Parts項。在Select Objects面板中選擇plane section。點擊 按鈕。點擊Cl

56、ose。12354將顯示對象更改為壓力云圖。點擊Scalar Scene 1 Displayers Scalar 1 Scalar Field。在屬性窗口中，F(xiàn)unction下拉菜單里選擇Pressure。視圖顯示窗口的標尺欄上會顯示Pressure (Pa)。312變更照明的相關設定。右鍵點擊Scalar Scene 1 Attributes Light。選擇Head Light。12變更顯示狀態(tài)。選擇工具欄上的圖標Save-Restore-Select views。選擇Restore View View 1。更新成為之前保存的視圖狀態(tài)（保存于3-2-4的視圖狀態(tài)）。123設定多個結果畫面同

57、時顯示。鼠標左鍵單擊住視圖窗口中Vector Scene 1不放，進行拖拽。拖拽到圖示的紅色區(qū)域內，放開鼠標。視圖窗口被分割為上下兩個。通過此方法可以自由地分割視圖窗口。3-6-3同時顯示多個結果1234本節(jié)對計算的執(zhí)行方法進行說明。3-7-1.計算終止條件3-7-2.設定工程數(shù)據(jù)（飛艇船艙后方指定點的壓力）3-7-3.顯示所設定的工程數(shù)據(jù)3-7-4.使用所設定的工程數(shù)據(jù)作為計算終止的判據(jù)3-7-5.執(zhí)行計算3-7-6.重新生成網(wǎng)格（Trimmed）3-7-7.再次執(zhí)行計算3-7-8.退出STAR-CCM+3-7執(zhí)行計算設定計算終止的最大迭代步數(shù)。點擊樹狀模擬管理窗口中的Stopping Cr

58、iteria Maximum Steps。在屬性窗口中更改MaximumSteps項的值為150。3-7-1計算終止條件21監(jiān)視飛艇船艙后方指定點的壓力。3-7-2設定工程數(shù)據(jù)（飛艇船艙后方指定點的壓力）右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Derived Parts。點擊New Part ProbePoint.。在Create Point窗口中的Point項輸入以下數(shù)值：Point x,y,z=20,0.1,-11選中Display New Geometry Plane。點擊Create。點擊Close。534621 右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Reports。 點擊New Reports Maxim

59、um。78 點擊樹狀模擬管理窗口中的Reports Maximum 1。 在屬性窗口中點擊Parts。 在Select Objects面板中選擇point。 點擊按鈕。 點擊Close。 在屬性窗口的Scalar下拉菜單里選擇Pressure。121314111015設定飛艇船艙后方指定點壓力的顯示圖表。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Reports Maximum 1。點擊Create Monitor and Plot from Report。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Plots Maximum 1 Plot，點擊Open。視圖窗口中顯示出Maximum 1 Plot。3-7-3顯示所設定的工

60、程數(shù)據(jù)1243使用飛艇船艙后方指定點的壓力值作為計算終止的判據(jù)。右鍵點擊樹狀模擬管理窗口中的Stopping Criteria。點擊Create from Monitor Maximum 1 Monitor。點擊Stopping Criteria Maximum 1 Monitor Criterion。在屬性窗口的Criterion Option下拉菜單里選擇Asymptotic。3-7-4使用所設定的工程數(shù)據(jù)作為計算終止的判據(jù)1234點擊樹狀模擬管理窗口中的Stopping Criteria Maximum 1 Monitor Criterion Asymptotic Limit。在屬性窗口