坐标系

Simcenter STAR-CCM+ 中,可以指定相对于笛卡尔坐标系和曲线坐标系的矢量和张量物理量。 曲线坐标系相对于参考笛卡尔坐标系进行定义。

笛卡尔坐标系

笛卡尔坐标系由三个在原点处汇合的右旋相互正交轴(通常标记为 XYZ)来定义。 点的位置由其沿坐标系轴的 xyz 坐标给定。 矢量相对于与 XYZ 轴对齐的单位基矢量(请参见 Eqn. (5185))进行描述。 定义笛卡尔坐标系的单位基矢量通常标记为 ijk

圆柱坐标系

对于圆柱对称的物理域(例如绕轴旋转不变的坐标系),可以很方便地相对于圆柱坐标系来定义物理量。 在圆柱坐标系中,点的位置由其径向、切向和轴向坐标 rθz 给定:

圆柱坐标系相对于参考笛卡尔坐标系(可以是基准坐标系或局部笛卡尔坐标系)进行定义。 如果 (xR,yR,zR) 是点在参考笛卡尔坐标系中的坐标,则点在圆柱坐标系中的坐标为:

1. EQUATION_DISPLAY
r=xR2+yR2θ=tan1(yRxR)z=zR
(5222)
矢量和张量相对于与径向、切向和轴向对齐的单位基矢量进行定义。 轴向单位矢量相对于参考坐标系固定,而径向和切向单位矢量取决于参考系中的位置。 点 (xR,yR,zR) 的圆柱单位基矢量为:
2. EQUATION_DISPLAY
r=xRi+yRjxR2+yR2θ=k×rz=k
(5223)


球坐标系

对于球对称的物理域(例如绕点旋转不变的坐标系),可以很方便地相对于球坐标系来定义物理量。 在球坐标系中,点的位置由其径向、极坐标和方位角坐标 rθϕ 给定:

球坐标系相对于参考笛卡尔坐标系(可以是基准坐标系或局部笛卡尔坐标系)进行定义。 如果 (xR,yR,zR) 是点在参考笛卡尔坐标系中的坐标,则点在球坐标系中的坐标为:
3. EQUATION_DISPLAY
r=xR2+yR2+zR2θ=cos1(zRr)ϕ=tan1(yRxR)
(5224)
矢量和张量相对于与径向、极坐标和方位角方向对齐的单位基矢量进行定义。 点 (xR,yR,zR) 的球单位基矢量为:
4. EQUATION_DISPLAY
r=xRi+yRj+zRkxR2+yR2+zR2θ=k×rk×rϕ=r×θ
(5225)