准备几何
准备流体流模拟的第一步是定义流体域的几何。在 Simcenter STAR-CCM+ 中，可以在 3D-CAD 中创建流体域的几何，或者从第三方工具导入几何。
可将流体域的边界分类如下：
- 壁面边界
- 壁面边界表示具有某些描述的壁面或固体障碍物，用于物理限制流体流。
- 对称边界/周期边界
- 对称边界和周期边界表示对称或周期性的虚轴或平面。这些边界的用途是在几何和流体对称或周期性的位置缩小计算域的范围。排除求解基本已知的区域后，可以节省计算开销并更详细地对剩余的流体域进行建模。
- 流体边界
- 流体边界是流体进入或离开计算域的边界，例如流入边界、流出边界或自由流边界。这些边界是非物理表面，用于在其他两种类型的边界未覆盖的区域中封闭求解域。
如果流体条件并非完全已知，例如在出口处，则通常会出现指定边界位置方面的困难。建议的解决方案是按如下方式放置边界：
- 在条件已知或可以合理地猜测的区域中
- 在边界条件指定中的近似不太可能向上游传播到相关区域的区域中
因此，定位边界可能需要经历一些试验和错误。只要有可能，特别重要的就是避免以下情况：
- 穿过主要再循环区的边界
- 在瞬态跨音速或超音速可压缩流中，位于流体不是超音速的出口边界
要在 Simcenter STAR-CCM+ 中准备或导入几何：
- 启动 Simcenter STAR-CCM+ 并开始模拟。
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使用 3D-CAD 或所选的第三方软件定义几何的体和表面：
- 对于内部流体流，抽取定义固体外壳的体中包含的湿体积。3D-CAD 可自动抽取模型内的空间体积，请参见内部体积抽取。
- 对于外部流体流，创建一个在体周围移动时包含流体的形状。对于外部空气动力学，通常使用一个六面体或球体，其外表面表示流体的远场条件，其中域范围距离体大约为 8 到 10 个体的长度或翼展（以较大者为准）。可以在 3D-CAD 中抽取所需的外部体积，请参见外部体积抽取。
- 确保要将不同的边界条件应用于的表面具有自己的块和名称。
- 对于充分发展流，可以对管道的短截面进行建模，并使用上游和下游的周期接触，而不是使用具有入口边界和出口边界的管道长度。确保上游和下游流体边界已定义为单独的零部件表面。
- 要限制计算成本，移除任何非必需的 CAD 特征。
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创建几何零部件：
- 如果已使用 3D-CAD 准备几何，则右键单击 节点，然后选择新几何零部件。在 Parts Creation Options(零部件创建选项) 对话框中，单击确定。Simcenter STAR-CCM+ 将为 3D-CAD 模型中定义的每个体创建一个几何零部件。对于每个指定平面，Simcenter STAR-CCM+ 将创建相应的零部件表面。Simcenter STAR-CCM+ 还会通过 3D-CAD 模型中的重合表面创建零部件接触，如固体和流体之间的接触表面。
- 如果已使用第三方工具准备几何，则将表面网格作为零部件导入至模拟中。在导入过程中，Simcenter STAR-CCM+ 根据表面网格指定自动创建几何零部件和表面，并通过重合表面生成零部件接触。请参见将表面数据导入至 STAR-CCM+。
- 如果要分割表面以用于定义特定边界条件或自定义网格，则可以使用多种不同的方式操作零部件表面，请参见操作零部件表面。
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对于充分发展流模拟，其中仅对几何的截面进行建模，创建上游表面和下游表面之间的周期接触：
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将表示流体域的几何零部件分配给区域。
对于充分发展流模拟，要创建周期交界面作为边界模式交界面，在将将零部件分配给区域对话框中设置以下选项：
- 为每个零部件创建一个区域
- 为每个零部件表面创建一个边界
- 根据接触创建边界模式交界面
这些设置可创建一个 节点。
一般来说，最好将属于一个交界面的表面分配给单独的边界。对交界面问题进行故障排除时这种做法非常有用，因为您可以检查边界面是否正确映射到了交界面边界。有关创建区域、边界和交界面的详细信息，请参见区域布局工作流。