2024年STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程-(多應(yīng)用版)

STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程-(多應(yīng)用版)STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程-(多應(yīng)用版)/STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程-(多應(yīng)用版)STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程-(多應(yīng)用版)STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程引言第一部分：軟件安裝和啟動(dòng)1.1軟件安裝在進(jìn)行STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)之前，需要安裝軟件。請(qǐng)?jiān)L問官方網(wǎng)站最新版本的STARCCM安裝包。根據(jù)操作系統(tǒng)的要求，選擇相應(yīng)的安裝包進(jìn)行。1.2軟件啟動(dòng)安裝完成后，雙擊桌面上的STARCCM圖標(biāo)或從開始菜單中找到STARCCM并啟動(dòng)。啟動(dòng)后，將顯示軟件的歡迎界面。第二部分：基本操作和界面介紹2.1操作界面STARCCM的操作界面主要包括菜單欄、工具欄、瀏覽器、視圖和狀態(tài)欄等部分。菜單欄位于界面的頂部，提供了各種功能和選項(xiàng)。工具欄位于菜單欄下方，包含了一些常用的工具和按鈕。瀏覽器位于左側(cè)，用于顯示和管理場(chǎng)景中的對(duì)象。視圖位于中央，用于顯示模型的圖形界面。狀態(tài)欄位于底部，顯示了一些關(guān)于當(dāng)前操作的信息。2.2基本操作在STARCCM中，基本操作包括創(chuàng)建模型、設(shè)置邊界條件、劃分網(wǎng)格、求解和后處理等。下面將簡(jiǎn)要介紹這些操作的基本步驟。2.2.1創(chuàng)建模型在菜單欄中選擇“File”->“New”創(chuàng)建一個(gè)新的模型。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇模型的類型和單位制。然后，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建幾何形狀，可以使用內(nèi)置的幾何創(chuàng)建工具或?qū)胪獠緾AD模型。2.2.2設(shè)置邊界條件創(chuàng)建模型后，需要設(shè)置邊界條件。在瀏覽器中，找到相應(yīng)的邊界條件選項(xiàng)，并進(jìn)行設(shè)置。例如，可以設(shè)置進(jìn)口速度、出口壓力、壁面粗糙度等。2.2.3劃分網(wǎng)格設(shè)置邊界條件后，需要對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。在菜單欄中選擇“Mesh”->“CreateMesh”進(jìn)行網(wǎng)格劃分。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇網(wǎng)格類型和網(wǎng)格參數(shù)。然后，“Generate”按鈕網(wǎng)格。2.2.4求解網(wǎng)格劃分完成后，可以進(jìn)行求解。在菜單欄中選擇“Simulation”->“Run”進(jìn)行求解。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇求解器類型和求解參數(shù)。然后，“Start”按鈕開始求解。2.2.5后處理求解完成后，可以進(jìn)行后處理。在菜單欄中選擇“Results”->“Post-processing”進(jìn)行后處理。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇需要查看的結(jié)果類型和參數(shù)。然后，“Apply”按鈕顯示結(jié)果。第三部分：進(jìn)階功能和技巧3.1參數(shù)化建模STARCCM支持參數(shù)化建模，可以方便地修改模型參數(shù)。在瀏覽器中，找到相應(yīng)的參數(shù)選項(xiàng)，并進(jìn)行修改。修改后，“Update”按鈕更新模型。3.2網(wǎng)格自適應(yīng)STARCCM支持網(wǎng)格自適應(yīng)功能，可以根據(jù)求解結(jié)果自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)格。在菜單欄中選擇“Mesh”->“AdaptMesh”進(jìn)行網(wǎng)格自適應(yīng)。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇自適應(yīng)參數(shù)和目標(biāo)。然后，“Start”按鈕開始自適應(yīng)。3.3并行計(jì)算STARCCM支持并行計(jì)算，可以加快求解速度。在菜單欄中選擇“Simulation”->“Parallel”進(jìn)行并行計(jì)算設(shè)置。在彈出的對(duì)話框中，可以選擇并行計(jì)算參數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)。然后，“Start”按鈕開始并行計(jì)算。結(jié)論本文檔提供了STARCCM基礎(chǔ)培訓(xùn)教程，包括軟件安裝和啟動(dòng)、基本操作和界面介紹、進(jìn)階功能和技巧等內(nèi)容。通過本教程的學(xué)習(xí)，讀者可以快速入門并掌握STARCCM的基本使用方法。然而，STARCCM是一款功能強(qiáng)大的軟件，需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能更好地應(yīng)用于實(shí)際工程問題。希望本教程能夠?yàn)樽x者的學(xué)習(xí)之路提供幫助。重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)節(jié)：網(wǎng)格劃分網(wǎng)格類型的選擇STARCCM+提供了多種網(wǎng)格類型，包括結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和混合網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格適用于形狀規(guī)則、邊界簡(jiǎn)單的模型，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算精度高，但靈活性較差。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格則適用于復(fù)雜形狀的模型，具有很好的靈活性，但計(jì)算精度相對(duì)較低?；旌暇W(wǎng)格結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，適用于同時(shí)包含規(guī)則和不規(guī)則區(qū)域的模型。網(wǎng)格策略邊界層網(wǎng)格：在靠近物體的表面，流體的速度變化很大，因此需要在這個(gè)區(qū)域設(shè)置較密的網(wǎng)格，以捕捉邊界層內(nèi)的流動(dòng)特征。漸變網(wǎng)格：在遠(yuǎn)離物體的區(qū)域，流體的速度變化較小，可以設(shè)置較疏的網(wǎng)格，以減少計(jì)算量。網(wǎng)格尺寸和增長(zhǎng)率：需要合理設(shè)置初始網(wǎng)格尺寸和增長(zhǎng)率，以確保網(wǎng)格在空間上的過渡是平滑的，避免計(jì)算過程中的數(shù)值振蕩。網(wǎng)格質(zhì)量控制網(wǎng)格正交性：網(wǎng)格單元應(yīng)盡可能保持正交，避免出現(xiàn)過于扭曲的單元。網(wǎng)格雅可比矩陣：對(duì)于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，需要檢查網(wǎng)格雅可比矩陣的條件數(shù)，以評(píng)估網(wǎng)格的變形程度。網(wǎng)格尺寸檢查：確保網(wǎng)格尺寸在各個(gè)方向上都是合理的，避免出現(xiàn)過大的網(wǎng)格尺寸跳躍。網(wǎng)格自適應(yīng)STARCCM+提供了網(wǎng)格自適應(yīng)功能，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)格。這對(duì)于捕捉流場(chǎng)中的細(xì)節(jié)特征非常有用，特別是在流場(chǎng)變化劇烈或者存在渦流等復(fù)雜流動(dòng)結(jié)構(gòu)的情況下。網(wǎng)格自適應(yīng)可以顯著提高計(jì)算精度，但同時(shí)也可能增加計(jì)算時(shí)間。并行網(wǎng)格劃分對(duì)于大型模型，網(wǎng)格劃分可能會(huì)非常耗時(shí)。STARCCM+支持并行網(wǎng)格劃分，可以利用多核CPU或計(jì)算集群來加速網(wǎng)格劃分過程。在并行網(wǎng)格劃分時(shí)，需要合理分配任務(wù)，以充分利用計(jì)算資源并平衡各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。后處理中的網(wǎng)格檢查網(wǎng)格劃分完成后，應(yīng)使用STARCCM+的后處理工具對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行檢查。這包括檢查網(wǎng)格的連通性、重疊情況以及是否符合預(yù)期的網(wǎng)格策略。通過可視化工具，可以直觀地檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，并及時(shí)進(jìn)行修正?？偨Y(jié)網(wǎng)格劃分是STARCCM+模擬過程中的關(guān)鍵步驟，需要根據(jù)具體的模擬需求和模型的幾何特性來選擇合適的網(wǎng)格類型和網(wǎng)格策略。同時(shí)，網(wǎng)格質(zhì)量控制、網(wǎng)格自適應(yīng)和并行網(wǎng)格劃分等高級(jí)功能也需要根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用。通過對(duì)網(wǎng)格劃分的細(xì)致操作和優(yōu)化，可以顯著提高CFD模擬的效率和精度。網(wǎng)格劃分的詳細(xì)步驟1.幾何準(zhǔn)備：在開始網(wǎng)格劃分之前，需要對(duì)幾何模型進(jìn)行檢查和修復(fù)，確保所有的幾何面都是完整的，沒有縫隙或重疊。如果模型是從外部導(dǎo)入的，可能還需要進(jìn)行一些清理工作，比如去除不必要的細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)化幾何結(jié)構(gòu)。2.邊界層設(shè)置：對(duì)于涉及粘性流的模擬，邊界層的正確設(shè)置至關(guān)重要。在STARCCM+中，可以設(shè)置第一層網(wǎng)格的高度、增長(zhǎng)率以及邊界層的總厚度。這些參數(shù)需要根據(jù)流體的特性和所需的精度來調(diào)整。3.網(wǎng)格控制：在STARCCM+中，可以使用網(wǎng)格控制工具來定義網(wǎng)格的密度和大小。這可以通過設(shè)置種子點(diǎn)（seedpoints）和尺寸函數(shù)（sizefunctions）來實(shí)現(xiàn)。尺寸函數(shù)允許用戶根據(jù)幾何特征或流場(chǎng)特性來調(diào)整網(wǎng)格的尺寸。4.網(wǎng)格劃分：完成上述設(shè)置后，可以開始網(wǎng)格劃分。對(duì)于大型或復(fù)雜的模型，可以使用STARCCM+的并行網(wǎng)格劃分功能來加速這個(gè)過程。在劃分網(wǎng)格時(shí)，軟件會(huì)根據(jù)之前的設(shè)置來網(wǎng)格。5.網(wǎng)格檢查和優(yōu)化：網(wǎng)格后，應(yīng)使用STARCCM+的網(wǎng)格檢查工具來評(píng)估網(wǎng)格質(zhì)量。這些工具可以提供關(guān)于網(wǎng)格單元的扭曲程度、正交性、雅可比條件數(shù)等指標(biāo)的信息。如果發(fā)現(xiàn)問題，可能需要調(diào)整網(wǎng)格設(shè)置或進(jìn)行手動(dòng)修復(fù)。6.網(wǎng)格自適應(yīng)（如果需要）：對(duì)于一些特定的模擬，可能需要使用網(wǎng)格自適應(yīng)功能來細(xì)化網(wǎng)格以捕捉流場(chǎng)的細(xì)節(jié)。這通常在初步模擬后進(jìn)行，根據(jù)流場(chǎng)梯度和誤差指標(biāo)來指導(dǎo)網(wǎng)格的細(xì)化。7.網(wǎng)格導(dǎo)出和保存：在確保網(wǎng)格質(zhì)量滿意后，可以將網(wǎng)格導(dǎo)出為常用的格式，如CGNS或HDF5，以便于在其他軟件中使用，或者保存為STARCCM+的專有格式，以便于后續(xù)的模擬或修改。網(wǎng)格劃分的最佳實(shí)踐了解模型特征：在開始網(wǎng)格劃分之前，徹底了解模型的幾何和流場(chǎng)特征是非常重要的。這有助于確定網(wǎng)格策略和設(shè)置合適的網(wǎng)格參數(shù)。進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性研究：在最終的模擬之前，進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性研究以確定所需的網(wǎng)格密度。這通常涉及到使用不同密度的網(wǎng)格進(jìn)行一系列模擬，并評(píng)估結(jié)果的變化。使用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分技術(shù)：根據(jù)模型的幾何復(fù)雜性和流場(chǎng)的特性，選擇最合適的網(wǎng)格劃分技術(shù)。對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，可能需要使用多區(qū)域網(wǎng)格或嵌套網(wǎng)格技術(shù)。利用STARCCM+的高級(jí)功能：STARCCM+提供了許多高級(jí)網(wǎng)格劃分功能，如表面重構(gòu)、體積