在 es-ice 中准备壁面热传递数据

在 es-ice 中计算空间变化、循环平均的壁面热传递数据时会生成 CAE 数据，这些数据之后可导入 Simcenter STAR-CCM+。此 es-ice 后处理工具生成包含 CAE 模型的 .dbs 文件并计算八个数据集。

由于 .usr 文件最多只能包含六个数据集，因此 es-ice 会写入两个 .usr 文件，分别包含以下数据：

• 数据文件 1：

  寄存器 1：平均热传递系数 (W/m2-K)

  $$\overline{h}=\frac{1}{{\theta }_2-{\theta }_1}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}h\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 2：平均近壁气体温度 (K)

  $${\overline{T}}_g=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)\overline{h}}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}h\left(\theta \right)T_g\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 3：平均热通量 (W/m2)

  $$\overline{q^{"}}=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}{q}^{"}\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 4：平均壁面边界温度 (K)

  $${\overline{T}}_w=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)\overline{h}}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}h\left(\theta \right)T_w\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 5：平均 y+

  $$\overline{y^{+}}=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}{y}^{+}\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 6：从边界到 y+=100 的平均距离 (m)

  $$\overline{D}=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}D\left(\theta \right)d\theta$$

• 数据文件 2：

  寄存器 1：y+=100 处的平均热传递系数 (W/m2-K)

  $$\overline{h_y}=\frac{1}{{\theta }_2-{\theta }_1}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}{h}_y\left(\theta \right)d\theta$$

  寄存器 2：y+=100 处的平均近壁气体温度 (K)

  $${\overline{T}}_y=\frac{1}{({\theta }_2-{\theta }_1)\overline{h}}\underset{{\theta }_1}{\overset{{\theta }_2}{\int }}{h}_y\left(\theta \right)T_y\left(\theta \right)d\theta$$

下面介绍了上述方程中的简称：

求解数据是相对于网格单元 ID 定义的，该 ID 必须与 .dbs 文件中的网格单元 ID 完全匹配。要确保网格单元 ID 相关，按照以下步骤生成此求解数据。

1. 在 Star Controls(Star 控制) > Post-processing(后处理) > Global Settings(全局设置) 面板中选择 Heat Transfer(热传递) 选项后，运行 es-ice 分析。这将在 STAR 获取求解时生成热传递数据 (es-ice_htx.pos)。
   
   
2. 求解器完成后，打开 Post-process(后处理) 面板，然后从面板顶部的下拉菜单中选择 Heat Transfer(热传递)。
   
   
3. 单击省略号以从文件浏览器中选择 es-ice_htx.pos，然后单击 Add after selected(选择后添加)。STAR 在运行分析时已生成此文件。
   
   
4. 单击 Load post data(加载后处理数据)，然后输入适当的 Crank angle range(曲柄角度范围) 以涵盖最后一个完整的发动机循环。之后，单击 Cycle average(循环平均)，计算循环平均壁面热传递数据。在第一个文本字段中输入起始曲柄角度（上述方程中的 ${\theta }_1$），在第二个文本框中输入结束曲柄角度 (${\theta }_2$)。
   
   
5. 指定 .dbs 和两个 .usr 文件的文件名，将数据库 ID 设为 1，然后单击 Write cycle avg(写入循环平均)。CAE 模型 (.dbs) 和求解数据 (.usr) 位于当前工作目录中。
   
   

目前，Simcenter STAR-CCM+ 只能导入编码 (ASCII) 格式的 .usr 文件，而 es-ice 会生成二进制格式文件。因此，需要一个额外步骤，将二进制格式文件转换为 pro-STAR 中的编码格式文件。

1. 使用以下命令将 .dbs 文件导入 pro-STAR：

   dbase, open, <filename>.dbs
   dbase, get, 1

   这可确保求解数据中的网格单元 ID 与 CAE 模型匹配。

2. 使用以下命令将二进制格式的 .usr 文件读取到 pro-STAR 中：

   getu, <filename>.usr, cell, all, binary

3. 使用以下命令将求解数据保存到编码格式的 .usr 文件中：

   savu, <filename>.usr, all, coded, all

4. 针对第二个 .usr 文件重复步骤 2 和 3。