STAR-CCM+表面检查——仿真模型检查清单
STAR-CCM+将上述步骤都综合整理至一棵清晰明了的特征树中,尽管特征树下也有挺多不易发现的展开项,但是总体结构是非常清晰的,很适合新手快速入门,尤其是网格的自动划分功能,可以省去很多的麻烦。
图1 STAR-CCM+的特征树
Geometry
表1 Geometry Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查导入的Part有没有缺失面 |
Repair CAD |
2 |
检查相同类型的Part是否进行了Combine或Composite整理 |
Part最好按类别进行整理及重命名,有利于模型的管理、复用、制作标准的宏脚本 |
3 |
检查管路的进、出水表面是否完成分割 |
Split |
4 |
检查要施加边界条件的表面是否完成分割 |
Split |
5 |
检查计算时要监测或后处理要提取的表面是否完成分割 |
Split |
6 |
检查Imprint Method,确定当前位置应是CAD Imprint还是Discrete Imprint |
通常Tolerance初始值可设为1e-6 |
7 |
Imprint后检查Contact状态,实际接触的面都应生成相应的Contact |
Imprint,如没有生成接触关系,可以试试调整Tolerance |
8 |
Imprint后进行Repair Surface,检查表面质量 |
Repair Surface,有穿刺需要先修复 |
9 |
检查Mesher Execution Mode是否选择Parallel |
不选择Thin Mesher时,支持并行划分网格,否则只能串行 |
10 |
检查网格划分的Part是否存在漏选 |
|
11 |
检查Custom Controls里的设置,如Part选择和控制参数 |
最常见的三种控制:1.Surface Control,规定某些面不生产边界层网格;2.Part Control,规定某些零件不生成thin网格;3.Volumetric Control,细化指定区域的网格 |
12 |
进行网格诊断,检查是否有负体积网格或质量较差的网格 |
菜单栏Mesh > Diganostics |
Continua
表2 Continua Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查物理模型的时间状态是否符合,稳态 or 瞬态 |
Steady,Implicit Unsteady |
2 |
检查是否开启了能量方程 |
固体为Solid Energy,液体为Fluid Temperature |
3 |
如果有气体自然对流,检查是否考虑了重力或浮升力模型 |
Gravity,Boussinesq Model |
4 |
如果模型很复杂,检查是否勾选了网格自适应模型 |
Cell Quality Remediation |
5 |
检查物性参数及单位 |
可以直接读入指定的Material Database,然后通过Replace With替换 |
6 |
如果物性参数是多项式、场函数、Table形式,检查具体参数的设置 |
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7 |
检查Initial Conditions中的参数(瞬态才有效) |
Static Pressure,Pressure,Turbulence Specification |
Region
主要功能:定义边界及边界条件。
表3 Region Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Region零件Properties里的Mesh、Physics、Parts、Type选择是否合理 |
气体或液体都为蓝色,或者存在多种气体或液体属性时,要仔细区分 |
2 |
检查Boundaries是否全面 |
特别注意Interface面,直接影响能量、动量的传递 |
3 |
检查物性是否正确对应 |
比如冷板对应属性为Al3003 |
4 |
检查各项异性的参数是否设置正确 |
比如锂离子电池不同方向上的导热系数;还需注意坐标系方向,以及模型和坐标系是否有倾角 |
5 |
检查热源模型设置是否合理 |
Energy Source Option,注意单位 |
6 |
检查转动模型设置是否合理 |
Motion Specification,比如风扇、水泵等仿真 |
7 |
检查流体进、出口边界是否正确设置 |
Type |
8 |
检查进口参数设置是否合理 |
比如Mass Flow Rate,Total Temperature |
表4 Interface Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Interface是否和Contact对应,是否全面 |
需要监测分割面上数据的Part,或者需要在特定位置施加接触热阻,分配到Region时按Boundary-mode生成Interface,而其他Part可以按Contact-mode生成Interface,可以大大节省初始化时间,且便于模型管理 |
2 |
Initialize Interface,创建Mesh Scene检查在交界面上是否有Interface网格生成 |
如未生成,则返回Geometry检查Contact;如生成的网格有破洞,可试试调整Intersection参数 |
3 |
检查Interface的Type设置是否合理 |
相同属性默认为Internal Interface;不同属性默认为Contact Interface(接触热阻);耦合仿真默认为Mapped Interface |
表5 Derived Parts Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Derived Parts是否选择到了合理的点、线、面 |
Point,Line,Plane |
2 |
检查模型是否与坐标系有倾角 |
|
3 |
检查局部坐标系设置是否合理 |
建议采用在平面上选择三个点的方式创建局部坐标系,不过还是很难做准确 |
表6 Solvers Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Implicit Unsteady时间步长设置是否合理 |
与网格尺寸和物理问题相关 |
2 |
检查Courant Number设置是否合理 |
Coupled flow;Courant Number表征一个时间步长里一个流体质点可以穿过多少个网格,用来调节计算稳定性和收敛性。由小到大设置,找到合适的值。 |
表7 Stopping Criteria Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查必要的停止条件是否已设置 |
比如瞬态仿真的Maximum Physical Time |
2 |
检查非必要的停止条件是否已禁止 |
比如瞬态仿真的Maximum Steps |
3 |
通过Monitor定义停止条件,检查Maximum或Minimum设置是否合理 |
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
如果创建了Histories,检查文件路径是否为全英文 |
Reports
表9 Reports Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Reports是否全面 |
温度(最大、最小、差值),流量,对流传热系数,流体进出口温度,系统压降等 |
2 |
检查Properties里的Field Function,Parts是否设置合理 |
|
3 |
检查Properties里的Representation是否为Volume Mesh |
序号 | 检查项 | 备注 |
1 | 检查同类型的Reports是否合并为一个Plot | |
2 | 检查Plot的坐标轴标题,标签是否合理 |
Tools
表11 Tools Checklist
序号 |
检查项 |
备注 |
1 |
检查Field Functions设置是否合理 |
|
2 |
检查Tables是否合理 |
|
3 |
检查要在Scene里显示的Annotations是否创建 |
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4 |
检查Coordinate Systems创建是否合理 |
图2 Summary Report截图
文章来源:也曾是个少年