将数据导出至 wave6

Simcenter STAR-CCM+ 支持导出几何、网格和求解数据以导入 wave6，后者是噪声和振动仿真的频域工具。wave6 可在整个可听频率范围内对结构、流体、泡沫和纤维中的波传播进行建模。

本节包含以下相关导出准则：

导出表面几何

在 wave6 中创建声振模型之前，通过导出表面几何数据，可以从 Simcenter STAR-CCM+ 的表面处理功能（例如，CAD 导入或表面准备）中受益。

要将表面几何数据从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下某种文件格式：

  • Nastran Shells (*.nas)
  • 立体光刻文件 (*.stl)

.nas 文件格式可用于导出表面定义为不同组的几何。注意，.nas 为 ASCII 文件格式，因此文件大小对大型模型而言可能会非常大。.stl 文件格式为二进制格式，因此更紧凑。如果不需要对各个表面进行分组，在导出表面时，建议使用 .stl 格式。

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出，按照导出零部件的说明操作。

要导入 wave6 中：
  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > FE 导入器节点，然后选择创建 FE 模型导入器。
  2. 选择新建 FE 导入器节点，然后设置以下属性：
    属性 设置
    文件名 单击文件夹图标以浏览至 .nas 文件或 .stl 输入文件。
    文件格式 .bdf (Nastran)（相当于 .nas）或 .stl（立体光刻）
    Import mesh as(网格导入为) 几何
  3. 右键单击 New Fe importer(新建 FE 导入器) 节点，然后选择导入。

导出体网格

在 wave6 中定义有限元固体和空穴之前，通过导出体网格，可以从 Simcenter STAR-CCM+ 的体网格化功能中受益。

wave6 支持任意线性和二次有限元。在 Simcenter STAR-CCM+ 中，可以使用以下网格操作生成适当的单元拓扑：

  • 定向网格
  • 自动网格，该操作使用四面体网格生成器和（可选）薄体网格生成器。

定向网格操作生成线性六面体单元 (Hex8)，四面体网格生成器生成线性四面体单元 (Tet4)。自动网格操作将四面体网格生成器和薄体网格生成器相结合，可在薄体几何零部件中生成线性楔形体单元 (wedge6)，但也可以将线性六面体 (Hex8) 或线性棱锥体 (Pyramid5) 创建为过渡单元。

要将体网格从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：

  • CCM 文件 (*.ccm)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出，按照导出网格数据的说明操作。

要导入 wave6 中：

  1. 创建新的 FE 模型导入器。
  2. 选择 New Fe importer(新建 FE 导入器) 节点，然后设置以下属性：
    属性 设置
    文件名 单击文件夹图标以浏览至 .ccm 输入文件。
    文件格式 .ccm (StarCCM+)
    网格导入为 FE 模型
  3. 右键单击 New Fe importer(新建 FE 导入器) 节点，然后选择导入。

导出波动表面压力

通过导出波动表面压力，可以从非稳态Simcenter STAR-CCM+ 模拟中获取时间域表面压力，然后在 wave6 模型中使用它们定义结构上的表面负载。此方法尤其适用于对风噪声效应建模（例如，在汽车工业中，侧镜产生的风噪声）。

要将波动表面压力从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：
  • 表面 fft 文件 (*.trn)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出：

  1. 在运行模拟之前，按照以固定间隔自动导出网格和求解数据的说明设置自动导出
  2. 在自动导出对话框中，设置以下节点专用于导出表面压力：
    节点 值
    文件格式 表面 fft 文件 (*.trn)
    标量函数 选择相关的压力场。

    例如：对于侧镜风噪声问题，导出压力和声压（通过声波模型提供）。
    边界 选择相关边界。
  3. 运行模拟。

要导入 wave6 中，对每个场函数执行以下操作：

  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > CFD 导入器节点，然后选择创建波动表面压力导入器。
  2. 选择新建波动表面压力导入器节点：
    1. 设置以下常规属性：
      属性 设置
      文件名 单击文件夹图标以浏览至 .trn 输入文件。
      文件格式 .trn (STAR-CCM+ 3D)
      场名称 输入从 Simcenter STAR-CCM+ 导出的场函数的名称。
      边界名称 （可选）输入特定 Simcenter STAR-CCM+ 边界的名称。
      波动表面压力负载 选择 wave6 模型中定义的相关波动表面压力对象（位于负载 > 表面负载 > 波动表面压力下）。
    2. 根据需要设置映射选项和信号处理选项属性。
  3. 右键单击 New fluctuating surface pressure importer(新建波动表面压力导入器) 节点，然后选择导入。

导出波动风扇源

通过导出波动风扇源，可以从非稳态 Simcenter STAR-CCM+ 模拟中获取时间域表面压力，然后在 wave6 模型中使用它们定义声学流体中的噪声源。考虑到安装效应，此方法尤其适用于对旋转风扇和螺旋桨的声音辐射、传播和散射建模。

要将波动风扇源从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：

  • 表面 fft 文件 (*.trn)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出：

  1. 在运行模拟之前，按照以固定间隔自动导出网格和求解数据的说明设置自动导出。
  2. 在自动导出对话框中，设置以下节点专用于导出风扇源：
    节点 值
    文件格式 表面 fft 文件 (*.trn)
    标量函数 压力
    边界 选择相关边界。
  3. 运行模拟。

要导入 wave6 中：

  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > CFD 导入器节点，然后选择创建波动风扇源导入器。
  2. 选择新建波动风扇源导入器：
    1. 设置以下常规属性：
      属性 设置
      文件名 单击文件夹图标以浏览至 .trn 输入文件。
      文件格式 .trn (STAR-CCM+ 3D)
      场名称 压力
      边界名称 （可选）输入特定 Simcenter STAR-CCM+ 边界的名称。
      波动表面压力负载 选择 wave6 模型中定义的相关波动风扇源对象（位于负载 > 体积负载 > 波动风扇源下）。
    2. 根据需要设置映射选项和信号处理选项属性。
  3. 右键单击 New fluctuating fan source importer(新建波动风扇源导入器) 节点，然后选择导入。

导出波动表面压力梯度

通过导出波动表面压力梯度，可以从非稳态 Simcenter STAR-CCM+ 模型中获取刚性表面上的时间域表面压力梯度，然后在 wave6 模型中使用它们定义声学空间边界上的气动声学负载。例如，可应用于对高频下在消声器中涌现的气动噪声建模。

要将波动表面压力梯度从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：

  • 表面 fft 文件 (*.trn)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出：

  1. 在运行模拟之前，选择求解器 > 分离流节点，然后激活保留临时储存以提供场函数外显压力梯度。
  2. 创建以下场函数，用于计算表面法向压力梯度：
    dot($$ApparentPressureGradient,$$Area.unit())
  3. 按照以固定间隔自动导出网格和求解数据的说明设置自动导出
  4. 在自动导出对话框中，设置以下节点专用于导出表面压力梯度：
    节点 值
    文件格式 表面 fft 文件 (*.trn)
    标量函数 选择在步骤 2 中创建的场函数。
    边界 选择相关边界。
  5. 运行模拟。
要导入 wave6 中：
  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > CFD 导入器节点，然后选择创建波动表面压力梯度导入器。
  2. 选择新建波动表面压力梯度导入器节点：
    1. 设置以下常规属性：
      属性 设置
      文件名 单击文件夹图标以浏览至 .trn 输入文件。
      文件格式 .trn (STAR-CCM+ 3D)
      场名称 输入为计算表面法向压力梯度而创建的场函数的名称。
      边界名称 （可选）输入特定 Simcenter STAR-CCM+ 边界的名称。
      波动表面压力梯度负载 选择 wave6 模型中定义的相关波动表面压力梯度对象（位于负载 > 表面负载 > 波动表面压力梯度下）。
    2. 根据需要设置映射选项和信号处理选项属性。
  3. 右键单击 New fluctuating surface pressure gradient importer(新建波动表面压力梯度导入器) 节点，然后选择导入。

导出波动表面应力

通过导出波动表面应力，可以在 Simcenter SPEED/Simcenter STAR-CCM+ 中沿曲线预测时间域 2D Maxwell 表面应力，然后将其导入 wave6，用于描述 3D VA 模型中的频率域表面负载。旋转磁场产生励磁，则此方法尤其适用于对电机噪声和振动建模。

要将波动表面应力从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：

  • 表面 fft 文件 (*.trn)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出：

  1. 在运行模拟之前，按照以固定间隔自动导出网格和求解数据的说明设置自动导出
  2. 在自动导出对话框中，设置以下节点专用于导出表面应力：
    节点 值
    文件格式 表面 fft 文件 (*.trn)
    标量函数 Electromagnetic Force Density(电磁力密度)
    边界 选择相关边界。
  3. 运行模拟。
要导入 wave6 中：
  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > CFD 导入器节点，然后选择创建波动表面应力导入器。
  2. 选择新建波动表面应力导入器节点：
    1. 设置以下常规属性：
      属性 设置
      文件名 单击文件夹图标以浏览至 .trn 输入文件。
      文件格式 .trn (STAR-CCM+ 2D)
      场名称 Electromagnetic Force Density(电磁力密度)
      边界名称 （可选）输入特定 Simcenter STAR-CCM+ 边界的名称。
      层数 设置 2D 负载到 3D 表面负载的信号处理拉伸层数。
      Extrusion length(拉伸长度) 设置信号处理拉伸长度。
      波动表面应力负载 选择 wave6 模型中定义的相关波动表面压力梯度对象（位于负载 > 表面负载 > 波动表面压力梯度下）。
    2. 根据需要设置映射选项和信号处理选项属性。
  3. 右键单击 New fluctuating surface stress importer(新建波动表面应力导入器) 节点，然后选择导入。

导出时间平均体积数据

通过导出时间平均体积数据，可以从 Simcenter STAR-CCM+ 热分析中获取压力和温度数据，然后在 wave6 有限元声学模型中使用它们计算声学属性。此方法尤其适用于涉及热气的应用，在此类应用中，非均匀热/压力分布影响声波传播，例如，在消声器或燃烧室中。

要将时间平均体积数据从 Simcenter STAR-CCM+ 传输到 wave6，使用以下文件格式：

  • CCM 文件 (*.ccm)

要从 Simcenter STAR-CCM+ 导出：

  1. 在运行模拟之前，为每个压力（绝对或相对）和温度场函数创建场平均值监视器。请参见在求解期间和之后对数据值采样。
  2. 相应地设置场平均值监视器属性，以求相关区域场的时间平均值。请参见场函数监视器属性。

    将自动创建与场平均值监视器相关的场函数。检查监视器的标题属性，以获得场函数的名称。

  3. 运行模拟。
  4. 按照导出网格和求解数据的说明，将与场平均值监视器相关的场函数导出至 CCM 文件 (*.ccm)。

要导入 wave6 中：

  1. 在对象树中，右键单击操作 > 导入 > CFD 导入器节点，然后选择创建声学属性映射导入器。
  2. 选择新建声学属性映射导入器节点，然后设置以下属性：
    属性 设置
    文件名 单击文件夹图标以浏览至 .ccm 输入文件。
    文件格式 .ccm (StarCCM+)
    温度场名称 输入与温度平均场平均值监视器相关的场函数的名称。
    Pressure field name(压力场名称) 输入与压力平均场平均值监视器相关的场函数的名称。
    压力选项 绝对或相对，具体取决于导出的压力数据。
  3. 右键单击 New acoustic property map importer(新建声学属性映射导入器) 节点，然后选择导入。

    wave6 将根据导入的数据计算相关的声学属性，例如，有效声速或密度。