工作流程示例

可以使用 Simcenter STAR-CCM+ 中的模拟操作执行多个自动化过程。

多时间尺度 CHT 模拟

问题
如何交替地在流体连续体和固体连续体之间切换求解器，直至整个求解收敛为止。
求解

定义一个循环操作，其中包括两个求解物理操作 - 每个连续体对应一个。每个求解物理操作都会对其关联连续体运行求解器，直到满足其求解器特定的停止准则。满足全局停止准则后，循环停止。



讨论
  1. 计算外循环：
    • 在自动化 > 参数节点下创建标量参数，并将其命名为 LoopCounter 或类似名称。
    • 在模拟操作序列中，添加设置标量参数操作，然后将其重命名为重置 LoopCounter。在定义中，将 LoopCounter 的初始值设置为 0.0。
    • 在循环操作的子序列中，添加另一个设置标量参数操作，该操作将在循环中增加 LoopCounter 参数。在定义中，使用表达式 $LoopCounter+1。
    • 可以将此外循环计数用作适当场景中的注释。
  2. 按顺序求解备选连续体：
    • 对于与每个连续体中的模型关联的求解器，定义求解器特定的停止准则。例如，可以定义以下内容：
      • 与流体关联的稳态求解器中的固定步数停止准则
      • 与固体关联的隐式非稳态求解器的固定物理时间和最大内部迭代停止准则
    • 在循环操作的子序列中，为定义的流体连续体包含一个求解物理，然后将其重命名为求解流体等名称。
    • 为定义的固体连续体包含另一个求解物理，然后将其重命名为求解固体等名称。
    • 求解物理操作步进，直到满足相应求解器中求解器特定的停止准则。
  3. 应用停止准则谓词：
    • 选择在停止准则节点下定义的全局停止准则。例如，此选择可能是停止准则 > 最大物理时间节点。
注要更改链中单个操作的顺序，右键单击模拟操作 > [模拟操作] > 操作，然后选择重新排序

有关详细步骤，请参见模拟操作：多时间尺度结合热传递教程。

伴随形状优化

问题
通过依次运行原始求解器、伴随求解器和网格变形求解器来优化几何体。优化循环数由标量参数控制。
求解

定义一个循环操作，其中包括一个原始求解物理操作、一个求解伴随操作和一个变形网格操作。当达到用户自定义的优化循环数时，将循环设为停止。



注在启动模拟操作序列之前，为要优化的边界定义变形位移。位移通常是表面灵敏度的函数，例如 $${CumulativeMorpherDisplacement}+${factor}*$${Adjoint1::Surface Sensitivity}。因此，必须在求解伴随操作中激活表面灵敏度计算。必须正确选择因子才能避免体网格变形过度。不同应用的因子也不同。有关更多详细信息，请参见设置形状优化。
讨论
  1. 计算外循环：如前面的多时间尺度 CHT 模拟示例。
  2. 求解伴随求解器：
    • 在循环操作的子序列中，包含一个求解伴随操作。在物理连续体中选择伴随模型后，此操作可用。激活计算表面灵敏度选项，因为需要表面灵敏度才能继续优化步骤。
  3. 变形网格：
    • 此操作使用物理值 > 变形位移下定义的变形位移来变形体网格。
  4. 在停止准则谓词中应用循环计数器：
    • 为 LoopCounter 参数创建表达式报告。
    • 从表达式报告创建监视器。
    • 从监视器创建停止准则，并将其重命名为循环计数器准则。
      • 使用最大值作为准则选项。
      • 将最小值设置为 5。
    • 选择循环计数器准则作为停止准则谓词。模拟操作序列将运行，直到 5 个形状优化周期完成为止。

使用变形和网格重构移动框

问题

使用网格变形和重新划分网格，通过一段时长的通道移动框。在连续变形过程中，网格质量随位移的增加而下降。当网格单元质量低于特定值时，必须重新划分网格。



求解

将组合网格质量检查定义为条件操作的谓词。如果谓词的计算结果为 false，则激活重新划分网格。要在框的当前位置而不是初始位置重新划分网格，在网格化管线中包含转换操作，并将类型设为运动。然后，为转换操作选择在通道中应用于的框相同运动。每次重新划分网格由网格操作启动，网格管线会更新以包含运动转换。





讨论
  1. 条件和谓词：
    • 定义网格质量准则表达式包括，例如，最小网格单元质量和最大偏斜角。这些准则根据几何体和应用模块而有所不同。
    • 对于此示例，创建一个报告以输出最小网格单元质量值，${Min Cell Quality Criterion}，另一个报告用于最大偏斜角值，${Max Skewness Angle}。这些报告考虑所有网格单元。
    • 选择表达式谓词作为谓词类型并输入表达式 ${Min Cell Quality Criterion} > 0.001 && ${Max Skewness Angle} < 80。仅当两个不等式都成立时，此谓词计算结果才为 true。
    • 如果谓词计算结果为 true，则隐式非稳态求解器将运行 1 个步骤。将对隧道中移动框周围的流进行求解。
    • 如果谓词计算结果为 false，则将执行在几何体 > 操作下定义的网格操作。将在框的当前位置生成新网格。之后，隐式非稳态求解器将运行 1 个步骤。此求解器执行步骤对于更新检查网格单元质量的报告是必需的。如果在网格化阶段后省略求解器阶段，则不会更新报告，并且序列将进入连续的重新划分网格循环。
  2. 求解器特定停止准则：
    • 此处，此示例为隐式非稳态求解器定义固定步数准则，该准则仅允许运行一个时间步。
  3. 网格操作：
    • 执行在几何 > 操作节点下定义的操作。
  4. 转换运动（在几何 > 操作节点中）：
    • 使用转换操作平移框零部件，其转换包括运动转换。有关更多详细信息，请参见转换运动。
    • 当创建转换操作时，添加转换类型，运动，并（在本例中）将其运动属性设置为指向通道中应用于框的相同的转换运动。此运动在工具 > 运动节点下定义。
    • 当执行网格操作时，该框的当前位置将更新。