STAR-CCM+_deicing

模型--deicing&defogging2015.09.08•介绍STAR-CCM+中的de-icing和defogging功能，以及相关的操作。–Thinfilm»Deicing»Defogging–Fluidfilm【注】本教程的所有截图采用STAR-CCM+v10.04.009版本。目的STAR-CCM+中有2种方法进行除霜/除雾的计算。1.ThinFilm–Deicing/Defogging–简化的模型，不考虑液膜的运动。–瞬态计算–Deicing/Defogging可以同时存在一个region钟，但是必须在不同的壁面边界上。–Deicing模型不能应用于interface面，只能应用于wall面(固体侧)，且热边界类型必须为convection或者heatflux。–Defogging模型可以应用于wall边界和interface(流/固)边界上STAR-CCM+模型STAR-CCM+中有2种方法进行除霜/除雾的计算。2.FluidFilm–使用方程来描述液膜的变化，考虑液膜和周围空气的作用，详细模拟液膜的运动。–应用范围包括gravitydrivenflow,shearforcesonthefilminterface,externalforcingthroughuser-definedmomentumsourcetermsandevaporativecooling.。–可以使用其中的Melting-Solidification模型。•与Film-EulerianPhaseInteraction的FilmEvaporation/Condensation模型一起，可以模拟液膜的蒸发/凝结。（该模型仅可用于选择Multi-ComponentLiquidmaterial情况下。）STAR-CCM+模型(续)几何准备网格划分物理模型设置初始条件边界条件•求解设置•后处理案例3：FluidFilm-Deicing模型简介初始霜层存在于外界空气和固体玻璃的interface面上，厚度为0.4mm。不考虑重力。案例3：FluidFilm-Deicing客舱空气域空气进口：10m/s,温升曲线出口外界空气域：边界为压力边界固体玻璃域：厚度5mm–考虑挡风玻璃、外部空气计算域的几何特点，适合采用拉伸的方式生成体网格»Extruder网格拉伸模块受限，只能生成一个计算域，并且只能用于多面体网格»DirectedMesh不受网格类型限制，允许进行多次拉伸–DirectedMesh功能必须基于已有的CAD几何，并且需要Cabin，Glass，Air几何在CAD层面上就已经做好压印案例3：FluidFilm–Deicing几何准备案例3：FluidFilm–Deicing几何准备–将Assembly.x_t文件导入STAR-CCM+的CAD模块–选中Cabin、Glass、Air，选择boolean—imprint，容差选择0.1mm–将几何由CAD分配到Part，刻面的密度选择Veryfine–进入repairsurface检查错误，确保没有自相交的面案例3：FluidFilm–Deicing几何准备•创建边界条件、分配模型到计算域–将Cabin计算域的进出口、交界面、其它壁面区分出来»可以先将所有面Combine，然后右键选择splitbycontact，即可将交界面分出»可以进入repairsurface面板，将进出口分出–将Glass计算域的两个交界面，外边界分出。（交界面必须为两个，方便网格划分是指定源面与目标面）–将Air计算域的交界面，交界面对应的目标面，侧面分出案例3：FluidFilm–Deicing网格划分•对Cabin划分网格•通过Operation添加Automaticmesh，对Cabin划分体网格–基准尺寸为特征高度的h*1/20=0.025m–PrismLayerTotalThickness=15mm–NumberofPrismLayers=15–PrismLayerStretching=1.1–VolumeGrowthRate=VerySlow–MaximumCellSize=100%案例3：FluidFilm–Deicing网格划分•对Cabin划分网格•添加SurfaceControl–Control1:Cabin交界面的TargetSize设置为30%–Control2:除交界面外的surface，PrismLayer设置为disable案例3：FluidFilm–Deicing网格划分•对Glass域划分网格•在Operation中添加DirectMesh–分别选择源面和目标面–右键SourceMesh，选择NewUseExistingMesh–网格的层数为10层案例3：FluidFilm–Deicing网格划分•对Air计算域划分网格•在Operation中添加DirectedMesh–分别选择源面和目标面–右键SourceMesh，选择NewUseExistingMesh–网格的层数为30层–分布规律为几何OneSidedGeometric–StretchValue=1.1案例3：FluidFilm–Deicing物理模型•添加Cabin区域对应物理模型，仅发生流动案例3：FluidFilm–Deicing物理模型•添加Glass区域对应的物理模型，将材料修改为Glass案例3：FluidFilm–Deicing物理模型•添加Air区域对应的物理模型，层流、具有FluidFilmFluidFilm模型设置于Air域中案例3：FluidFilm–Deicing物理模型•分别将物理模型对应到响应的计算域•设置FluidFilm液膜相，通过凝固熔化求解除霜过程案例3：FluidFilm–Deicing物理模型两个选项采用默认，第一个选项是对冰水混合物密度的考虑；第二个选项是对气相内含有的液相体积分数的考虑可采用默认值0；Air:Vel=0,T=-20C案例3：FluidFilm–Deicing初始化-AirIce:Vel=0,T=-20C,Thick=0.4mm案例3：FluidFilm–Deicing初始化-IceGlass:T=-20C案例3：FluidFilm–Deicing初始化-GlassCabin:Vel=0,T=-20C案例3：FluidFilm–Deicing初始化-CabinAirIceShellInterfaceOthers:PressureOutlet案例3：FluidFilm–Deicing边界条件-AirTop:AirIceShellInterfaceOthers:WallBottom:IceShellGlassInterface案例3：FluidFilm–Deicing边界条件-IceTop:IceShellGlassInterfaceOthers:WallBottom:GlassCabinInterface案例3：FluidFilm–Deicing边界条件-GlassGlassCabinInterfaceOthers:WallOutlet:PressureOutletInlet:VelocityInlet=10m/s案例3：FluidFilm–Deicing边界条件-CabinTime,s案例3：FluidFilm–Deicing边界条件–WarmUpCurve•将数据表导入Table–在入口处指定Table温度曲线案例3：FluidFilm–Deicing边界条件–WarmUpCurve•在Air/Glass对应的交界面上点击右键，创建ShellRegion•将FluidFilm对应的Ice模型赋予ShellRegion•注意：如果创建的模型与计算域对应的不正确，无法赋予ShellRegion对应的FluidFilm属性案例3：FluidFilm–Deicing创建冰层对应的ShellRegion•时间步长ImplicitUnsteady=0.2s•内迭代次数MaximumInnerIterations=10•求解时间MaximumPhysicalTime=1800s案例3：FluidFilm–Deicing求解器设置案例3：FluidFilm–Deicing后处理