运动模型

Simcenter STAR-CCM+ 提供了多个使用不同方法移动网格节点的运动模型。

固定

固定模型将网格速度设为零 $v_{g} = 0$ ，这意味着不会应用网格运动。在这种情况下，网格节点在模拟期间保持静态。

可以将网格定义为相对于基准坐标系或严格移动的参考坐标系的固定网格。通过将网格定义为相对于移动坐标系的固定网格，可以将区域的旋转和平移建模为移动坐标系中的稳态问题。此方法可提供时间平均求解，但不适用于需要时间精确描述的情况。

刚体运动模型根据用户指定的旋转、平移或轨迹来移动网格节点。刚体运动只能相对于基准参考系定义。

网格速度

v_{g}

定义如下：

对于旋转， $v_{g} = ω_{g} \times r$ ，其中， $ω_{g}$ 为指定的角速度， $r$ 为网格节点的位置矢量。
对于平移， $v_{g} = v_{g, t}$ ，其中 $v_{g, t}$ 为指定的平移速度。
对于旋转和平移， $v_{g} = v_{g, t} + ω_{g} \times r$ 。
对于轨迹驱动的运动，使用导入的表值（指定定义轨迹的坐标 ${(x, y, z)}_{i}$ ）来指定网格轨迹。
Simcenter STAR-CCM+ 根据指定的输入数据确定网格速度：可以在表中包括时间数据 ${(t, x, y, z)}_{i}$ ，或者提供将速度或位移定义为时间函数的场函数。

对于变形运动，Simcenter STAR-CCM+ 根据一组控制点的位移使网格变形。在这种情况下， $v_{g}$ 可以解释为网格节点位移基于控制点位移的变化率。可以在固定或移动参考坐标系中定义变形运动。

有关变形方法的更多信息，请参见变形。

将这些运动分配给区域时，该区域与 6 自由度体耦合。定义 6 自由度体时，可以指定表示刚体表面的区域边界。在这种情况下，Simcenter STAR-CCM+ 计算响应耦合边界处的流体力和力矩的体的运动。（请参见 6 自由度刚体运动）。

通过变形流体边界（DFBI 变形），或通过刚性移动整个流体网格（DFBI 旋转和平移以及 DFBI 嵌入式旋转），考虑刚体在耦合区域上的运动效果。

固体位移运动根据固体应力求解器计算的非刚性位移 $u$ （请参见 Eqn. (4877)）来移动固体网格节点。此运动模型用于双向耦合流体结构相互作用分析，其中固体网格的运动驱动流体网格的变形运动。

如果固体网格进行刚性旋转和平移，但非刚性变形对流体流的作用仍然重要时，流体网格必须根据总位移 $u_{T}$ （请参见 Eqn. (4878)）进行变形。为此，可以在旋转和平移运动上叠加固体位移运动。