STAR-CD(starcdprostar)basictraining

STARSTAR--CDCD基础培训教程基础培训教程¾STAR-CDBasicTrainingManual¾2005.4.14CDAJ-China西迪阿特公司STARSTAR--CDv3.2CDv3.2～～starupstarup～～简介简介z通用流体解析软件STAR-CDv3.2(以下简称STAR-CD)，具有非常强大的功能。STAR-CD包括pro-STAR前、后处理模块，友好的图形用户界面（GUI），通过它可处理结构非常复杂的模型。STAR-CD从v3.2开始包括自动切割网格模块pro-am.z本书的目的，介绍STAR-CD的模型的建立、解析设计以及后处理的程序。z第一天¾Chapter1STAR-CD概论¾Chapter2pro-STAR操作方法¾Chapter3解析基本步骤¾Chapter4STAR-CD解析实例1培训日程培训日程z第二天¾Chapter5STAR-CD解析实例2z第三天¾Chapter6Pro-STAR/amm操作方法¾Chapter7Pro-STAR/amm作模型实例1z1．通用热流体解析软件「STAR-CD」z2．STAR-CD解析性能z3．STAR-CD系统结构z4．STAR-CD文件系统z5．环境变量设定、License相关介绍Chapter1Chapter1STARSTAR--CDCD概论概论本章介绍STAR-CD的解析功能，文件系统和STAR-CD的相关知识。11．．通用三维热流体解析软件通用三维热流体解析软件『『STARSTAR--CDCD」」zSTAR-CD昀初是由流体力学鼻祖-英国帝国理工大学计算流体力学领域的专家Gosman教授带头开发的，他们根据传统传热基础理论，合作开发了基于有限体积算法的非结构化网格计算程序。在完全不连续网格、滑移网格和网格修复等关键技术上，STAR-CD又经过来自全球10多个国家，超过200名知名学者的不断补充与完善，成为同类软件中网格适应性、计算稳定性和收敛性昀好的佼佼者。昀新湍流模型的推出使得其在计算的稳定性、收敛性和结果的可靠性等方面在又得到了显著的提高。¾GUI友好用户界面的前、后处理功能(pro-STAR)‹包括自动三维网格生成工具pro-STAR/amm‹包括自动表面网格修补工具pro-STAR/surf¾快速高可靠性的算法¾与通用CAE软件的结合¾包括了昀新的物理模型¾自动生成四面体（tetra)和多面体（Trim)网格¾易用的前、后处理对话框界面¾在GUI界面中包括了所有的解析设计¾具备并行计算功能（公用内存和分散内存）22．．STARSTAR--CDCD解析机能解析机能(1)(1)z定常/非定常（隐式解法，Crank-Nicholson解法）z可压缩流/不可压缩流z层流/紊流¾k-ε系(Standard,RNG,Chen,非线性2次／3次，SUGA,Speziale)¾k-ω系(Standard,SST)¾k-l,SA,V2F,RSM,LES,DES¾壁面周围的处理方法(标准壁面函数，非平衡壁面函数，混和壁面函数，低雷诺数模型）¾非牛顿流体【流场解析】柱体周围流场解析【流场解析】F1空气动力学解析STARSTAR--CDCD解析机能解析机能(2)(2)z多孔介质¾多孔介质，多孔挡板（baffle)z热耦合¾流体的热传导¾各向同性/各向异性固体热传导¾固体和流体件的热传导¾辐射，气体辐射¾太阳辐射【流固耦合传热】热交换器翅流场解析【多孔介质】热交换器内流场解析【流场解析】歌剧院周围环境解析STARSTAR--CDCD解析机能解析机能(3)(3)z多相流：拉格朗日多相流（Lagrangian)¾传质，传热¾喷嘴模型，雾化模型¾阻力模型，分裂模型，冲击合并模型，壁面冲击模型，液膜模型，紊流扩散模型z多相流：欧拉多相流（Eulerian)¾传热¾阻力模型，浮力模型，虚拟质量模型，固体粒子应力模型，流化床模型z多相流：自由表面¾传热¾传质沸腾模型，考虑压缩性z气蚀模型¾Barotropic模型，BTF模型，Rayleigh模型【多相流：拉格朗日】柴油机燃料喷雾解析【多相流：自由表面】液体油罐晃动解析STARSTAR--CDCD解析机能解析机能((44))z燃烧，微粒炭燃烧包括的化学反应¾Arrhenius模型¾各种EBU模型¾PPDF模型‹单燃料，多燃料¾火焰传播模型‹Weller1方程式/2方程式/3方程式模型，CFM模型¾复合化学（ComplexChemistry/STAR）模型¾复合化学（ComplexChemistry/STAR-KINetics）模型¾微炭粉燃烧模型z点火/敲缸模型zNOx模型z炭烟（Soot）模型【EBU模型】工业用煤气灶（gasburner)解析【微炭粉燃烧模型】微炭粉燃烧炉解析【多相流：汽油机】【移动网格】汽油机缸内计算STARSTAR--CDCD解析机能解析机能(5)(5)z移动网格¾滑移网格（Slidingmesh)，网格的增加/删除zSingleRotatingReferenceframezMultipleRotatingReferenceframe¾显式解法和隐式解法z空间差分格式¾1阶迎风，2阶迎风，MARS，¾中心差分，SFCD，QUICKz模型分割并行计算方法(HPC)【MultipleFrame隐式解法】船舶用螺旋桨解析【MultipleFrame隐式解法】压缩机解析【滑移网格】液力变矩器解析33．．STARSTAR--CDCD系统构成系统构成CAD后处理软件ModeFRONTIER优化软件ICEMCFDPRO-MODELERGRID3DANSYSI-DEASPatranNastran自动网格/CAE网格数据FieldViewVisual3STAR-CD生成表面网格修改表面网格生成Trim,tetra网格点线的生成内表面的生成Custom网格生成网格生成边界层网格生成手动作网格计算条件设定结果处理STARpro-STARsurfCADIMPORTANDSURFACEMESHINGTOOLammpro-STARWITHAUTOMESHGENERATIONammbatch44．．STARSTAR--CDCD文件系统文件系统z4-1.STAR-CD文件组成图z4-2.pro-STAR文件信息z4-3.STAR文件信息z4-4.pro-STAR/amm，pro-STAR/surf文件信息z下面说明STAR-CD作模型过程中相关联的文件，首先介绍STAR-CD作模型的全体文件图，然后介绍个别文件的用途。44--11．．STARSTAR--CDCD文件组成图文件组成图..mdlmdl文件文件.plot.plot文件文件.echo.echo文件文件..dbsdbs文件文件propro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezs文件文件propro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt文件文件..pstpst文件文件parm.incparm.inc文件文件..geomgeom文件文件..probprob文件文件..rsirsi文件文件.info.info文件文件STARSTAR.run.run文件文件STAR残差记录文件STAR解析信息文件STAR非定常计算结果文件STAR定常计算结果文件STAR参数文件pro-STAR几何形状文件pro-STAR解析条件文件pro-STAR残差图形输出文件pro-STAR命令记录文件pro-STAR/amm数据库文件pro-STAR模型文件pro-STAR的图形文件pro-STAR/surf模型文件STAR-CD文件组成图44--22．．propro--STARSTAR文件信息文件信息(1)(1)z.echo文件(a)：在作模型过程中命令记录文件。z.mdl文件(b)：重要!网格形状、解析条件保存的文件。z.plot文件(a/b)：在Pro-Star中可输出的图形文件，从这个文件开始，可做成GIF,z或PS格式的图形，是处理的有利工具。※详细结果请参见后处理过程。※文件格式a：文本格式文件b：二进制格式文件..mdlmdl.plot.plot.echo.echo..dbsdbspropro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezspropro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt..pstpstparm.incparm.inc..geomgeom..probprob..rsirsi.info.infoSTARSTAR.run.runz.geom文件(b)：计算时需要的模型的所有的几何信息，可基于.mdl文件生成。zparm.inc文件(a)：计算时需要的参数文件，可基于.mdl文件生成。z.prob文件(a)：计算时需要的物理特性、边界条件、计算条件的的信息，可基于.mdl文件生成。..mdlmdl.plot.plot.echo.echo..dbsdbspropro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezspropro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt..pstpstparm.incparm.inc..geomgeom..probprob..rsirsi.info.infoSTARSTAR.run.run44--22．．propro--STARSTAR文件信息文件信息((22))44--33．．STARSTAR文件信息文件信息(1)(1)z.pstt文件(b)：重要!非定常计算结果的保存文件．一旦删除，必须重新开始计算。z.pst文件(b)：重要!定常计算结果的保存文件．一旦删除，必须重新开始计算。这个文件同样用于继续计算(Restart)的文件。..mdlmdl.plot.plot.echo.echo..dbsdbspropro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezspropro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt..pstpstparm.incparm.inc..geomgeom..probprob..rsirsi.info.infoSTARSTAR.run.runz.run文件(a)：记录了每一计算步的残差，监测点单元数值的输出结果。同时在此文件中记录了计算模型的信息，可便于检查。z.info文件(a)：记录了每步各物理量的昀大/昀小値，余量，发热量。非定常计算时，可确认Courant数，警告（WARNING）的检查，对于熟练用户，通过检查此文件，可得到昀优的模拟方法。z.rsi文件(b)：保存了残差信息。在pro-STAR上可用图像的方法打开此文件，来检查残差的结果。计算过程的检查文件！44--33．．STARSTAR文件信息文件信息(1)(1)..mdlmdl.plot.plot.echo.echo..dbsdbspropro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezspropro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt..pstpstparm.incparm.inc..geomgeom..probprob..rsirsi.info.infoSTARSTAR.run.run44--44．．propro--STAR/STAR/amm,proamm,pro--STAR/surfSTAR/surf文件信息文件信息z.dbs文件(b)：pro-STAR/amm的数据库文件。在用pro-STAR/amm作模型时使用。数据库的文件分别是保存了不同步骤的模型结果，包括网格单元、节点、线、耦合面（Couple)等信息。z.ezs文件(b)：pro-STAR/surf的模型文件。包括表面、线、点的信息。..mdlmdl.plot.plot.echo.echo..dbsdbspropro--STAR/surfSTAR/surf..ezsezspropro--STARSTARpro-STAR/amm..psttpstt..pstpstparm.incparm.inc..geom