10.STAR-CCM+强大的用户自定义功能

STAR-CCM+强大的用户自定义功能西迪阿特信息科技（上海）有限公司技术部简小文CAE－成本节约和技术革新的关键技术-2-1.场函数简介n边界条件指定（入口速度随时间，位置，迭代步数等的变化）n源项指定（动量源项随时间，位置，迭代步数等变化）n初始条件的指定（自由表面初始界面值指定等）n流体物性的指定（非牛顿流体粘性定义等）n后处理（获取进出口压力差、swirl等）☆STAR-CCM+的场函数功能可以实现相当一部分在STAR-CD中只能使用子程序才能实现的功能。STAR-CCM+的场函数=任意物理量的变化不需要用户子程序1.1场函数功能-3-n场函数有2种类型：uScalar：温度、压力等标量值uVector：速度、应力等矢量值n场函数构建u可以任意定义用户需要的场函数。u可以引用已有的场函数u可以通过Report产生场函数n变量引用方法nScalar值：$SCALARnVector值：$$VECTOR[0]，$$VECTOR[1]，$$VECTOR[2]n数值：Value1.2场函数类型1.场函数简介-4-1231①函数名，在ScalarScene标尺栏上的名称。②函数类型。③可以参考FunctionName，通过$Temperature取得温度值。1.3Scalar变量引用（例：温度）1.场函数简介-5-①函数名，在VectorScene标尺栏上的名称。1231$$Velocity[2]$$Velocity[1]$$Velocity[0]z成分y成分x成分③可以参考FunctionName，速度的三个分量可以通过$$Velocity得到。速度分量可以通过以下几种方式得到：②函数类型。1.4Vector变量引用（例：速度）1.场函数简介-6-相同的过程在STAR-CD里面需要通过子程序来实现！2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]通过以下一个简单的模型来说明如何使用场函数功能来求入口和出口的压力损失，这里对网格生成及模拟条件的详细设定过程省略不做介绍。入口边界出口边界☆场函数能够非常容易取得！2.1例题概要-7-1.通过Report求入口和出口的压力值2.通过场函数功能求出压力损失⊿P.⊿P=Pin-Pout3.生成PlotScene出口边界压力值Pout入口边界压力值Pin2.2操作流程2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-8-利用Report功能，求出压力的质量流量平均值。1234①右键点击[Reports]。②选择[NewReport][MassFlowAveraged]。③重复以上操作，分别生成两个值，对应为入口和出口。④右键分别点击两个值，选择[Rename…]，将名称修改为Pin和Pout。2.3通过Report求入口和出口的压力值2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-9-56对各个Report进行设定⑤参照左图，设定Pin的属性值。Scalar选择[Pressure]Parts选择入口的边界Units选为[Pa]⑥参照左图，设定Pin的属性值。Scalar选择[Pressure]Parts选择出口的边界Units选为[Pa]2.3通过Report求入口和出口的压力值2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-10-12新建场函数。①右键点击[FieldFunction]，选择[New]新建一个[FieldFunction]。②右键点击新生成的[User场函数1]，选择[Rename…]，把名称更改为dP。2.4通过场函数功能求出压力损失2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-11-345场函数设定。③将Properties里的FunctionName也定义为[dP]。为了方便，和第②步中定义相同的名字。④在Properties的[Dimensions]选项中定义函数的量纲。点击，弹出Dimensions面板。⑤这里要求的是压力差，所以选择压力量纲，在Pressure里输入[1]，点击OK，退出面板。Tips!如果是其它的复杂量纲，例如加速度量纲为[m/s2]，则把Length设为[1]，Time设为[-2]。2.4通过场函数功能求出压力损失2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-12-⑥在定义函数dP之前，先要确认在Report里定义的进出口的质量流量的压力平均值是否已经在场函数里存在。表示的名称分别为：Report:Pin，Report:Pout。同时，要确认各自在Properties中FunctionName里的名称。这里分别为PinReport，PoutReport．注）注意大小写的区别。62.4通过场函数功能求出压力损失2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-13-⑦在函数dP的Properties中，点击Definition选项的，打开Definition面板。⑧在Definition面板中输入如下的命令，然后点击OK退出。$PoutReport-$PinReport注）$FunctionName表示定义的函数值。（标量值）。782.4通过场函数功能求出压力损失2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-14-12①右键点击[Reports]。②选择[NewReports][Maximum]。③设定[Maximum1]的属性值如下：Scalar为[dP]Parts为相应的RegionUnits为[Pa]3利用Report功能，计算压力损失。2.5PlotScene生成2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-15-④右键点击[Reports][Maximum1]。⑤选择[CreateMonitorandPlotfromReport]。⑥右键点击[Plots][Maximum1MonitorPlot]，选择[Open]。4562.5PlotScene生成2.场函数功能案例[求入口和出口压力损失]-16-3.场函数功能案例[获取涡流比]3.1相关公式2iiirVIr=iiiirvVJr=åå=iiViiVirVI2råå=iiViiiVirvVJr转动惯量åå=iiiViViiirVrvVw2rr角动量涡流比-17-13.2构建场函数i.转动惯量233①右键点击[Fieldfunction]新建[UserFieldfunction]。②选择[UserFieldfunction]重命名[momentofinertia]。③在[Properties]设定：Type:ScalarFunctionName:momentofinertialDimensions:Mass/Length3.场函数功能案例[获取涡流比]-18-④定义场函数：$Density*$$Centroid[0]*$$Centroid[0]43.场函数功能案例[获取涡流比]-19-3.2构建场函数ii.角动量⑤定义角动量函数：$Density*$$Velocity*$$Centroid[0]53.场函数功能案例[获取涡流比]-20-3.3求积分①右键点击[Report][VolumeIntegral]。②重命名[momentum]。21③在Properties里面设定：Scalarfieldfunction:MomentumofinertiaPart:Zone33.场函数功能案例[获取涡流比]-21-④同样的方法求角动量求积分⑤在Fieldfunction查看函数453.3求积分3.场函数功能案例[获取涡流比]-22-3.4定义Swirl函数定义swirl函数：$angularReport/$momentumReport3.场函数功能案例[获取涡流比]-23-3.5Reportswirl12①新建ReportMaximum②在Properties里面选择相关变量3.场函数功能案例[获取涡流比]-24-134①RunReport②在Output里面查看结果3.5Reportswirl3.场函数功能案例[获取涡流比]-25-java程序中可以使用下面的一些功能函数。四则运算逻辑运算三角函数矢量运算4.java运算功能-26-数学函数java程序中可以使用下面的一些功能函数。4.java运算功能-27-2.5+3.02.5＋3.0Definitionsqrt($scalar)sqrt（scalar）pow($scalar,3.0)scalar＾3.0$scalar/3.0scalar／3.0$scalar*3.0scalar×3.0$scalar-3.0scalar－3.0mag($$vector)sin($scalar)$scalar+3.0Vector的大小sin（scalar）scalar＋3.0算例4.java运算功能谢谢!CAE－成本节约和技术革新的关键技术