求解分析准则

Simcenter STAR-CCM+ 提供了各种场函数和工具，可用于可视化求解并监视相关物理量。例如，可以可视化变形几何以及整个固体结构的应力和应变分布。

对于标量显示器，平滑填充轮廓显示节点值（每个节点一个值）。已填充轮廓显示表面的面值（每个面一个值）和元素中的元素值（每个元素一个值）。在固体应力应用中，自动轮廓样式等同于平滑填充。

有关衍生零部件的平滑值和非平滑值的信息，请参见有限元插值。

在具有中间边节点的网格上，等值线图会存在一些视觉假象。要提高渲染质量，可以选择工具 > 选项并激活三角形化零部件表面属性。请参见 Simcenter STAR-CCM+ 默认选项。

在模拟历史文件中记录求解数据时，向求解历史输入添加相关的任何衍生零部件，而不是在记录的求解视图中创建衍生零部件。一般情况下，不能从记录的历史文件中获得在求解运行期间达到的插值精度。有关详细信息，请参见记录瞬态求解数据。

位移

Simcenter STAR-CCM+ 计算元素节点处的位移场。位移在元素之间连续。

可以通过两种方式可视化位移场：

自动和平滑填充轮廓显示计算的节点值。

在标量场景中，可以使用矢量包面一起可视化变形和未变形的形状。

对于无限小应变，位移非常小，但可使用表面进行缩放以供可视化。在标量场景中，可以设置几何显示器来可视化未变形的几何，并使用标量显示器可视化矢量包面衍生零部件上的位移。对于矢量包面，将矢量场设为位移。矢量包面可自动缩放位移场，使可视化的位移量约为模型最大对角的 15%。

当固体结构预先指定了刚体运动的规律（请参见见预先指定刚体旋转和平移的规律）时，使用相对坐标设置矢量包面（请参见矢量包面属性）。

创建使用应力或应变场函数的场景或报告时，Simcenter STAR-CCM+ 按需计算应力和应变张量。

对于每个元素，Simcenter STAR-CCM+ 推算从高斯积分点（请参见 Eqn. (4832)）到节点、面和元素形心的应力和应变。通常，应力和应变在线性单元内保持不变，在二次元中呈线性变化。

与位移不同，应力和应变在元素之间不连续。对于显示，自动和平滑填充轮廓显示平均节点值。已填充轮廓显示面和元素形心值，在元素之间不连续。

通常，对于张量场函数，可以访问下列物理量：

标量

基准坐标系或任何局部坐标系中的张量分量。

注	应变张量的剪切分量不等于工程应变。

带符号阶次中的张量特征值，

λ_{0} \geq λ_{1} \geq λ_{2}

。

应力张量的特征值是最大主应力、中间主应力和最小主应力（请参见主应力）。相应的特征值还可用作场函数。

张量范数：无穷范数、1、2 和弗罗贝尼乌斯范数。

张量不变量：

矢量

张量特征值 0、1 和 2，分别对应于特征值

λ_{0}

、

λ_{1}

和

λ_{2}

。

Simcenter STAR-CCM+ 按对应特征值的值缩放特征矢量的大小。

以下应力度量可用作单独的标量场函数：

有关可用场函数的更多信息，请参考固体应力参考下的物理模型参考章节。

通过在场景中显示对应的矢量场函数，可以分析作用于指定输入零部件的力：

作用力 — 所有表面负载、曲线负载和点负载的合力。
体积力 — 所有体积力的合力，其中包括体负载、重力、离心力、惯性力和阻尼力。
内力 — 所有内部弹力的合力。当求解收敛时，其值在内部节点和自由边界节点处为零。内力值与作用于负荷面的作用力相等且方向相反，并与作用于交界面和约束表面的约束力相等且方向相反。
约束力 — 所有反作用力的合力。

所有这些场函数在网格节点均可用。作用力还可用于表面；体积力还可用于单元形心。要可视化节点数据，将相关标量或矢量显示器的轮廓样式设为自动或平滑填充。要在面或单元形心可视化数据，将轮廓样式设为已填充。有关更多详细信息，请参见场函数。

此外，还可以使用合力和合力矩报告，检查作用于指定输入零部件的所有力与力矩是否平衡。合力和合力矩报告仅在笛卡尔坐标系中定义。由于这些报告使用力场函数（在节点处定义），因此激活平滑值选项。有关更多详细信息，请参见报告。

在固体应力应用中，相对于局部坐标系来定义各向异性和正交各向异性材料的材料属性（请参见材料属性）。可以分别为每个固体区域定义坐标系。Simcenter STAR-CCM+ 提供了可用于可视化局部坐标系轴的材料基础矢量场函数：