加载起始文件并设置物理

在本教程中,系统提供的起始模拟文件包含生成结构化体网格的预定义网格操作。此类网格适用于涡轮机应用。

可以在起始模拟中为可压缩空气、边界条件、交界面和转子级运动定义物理连续体。准备的模拟是Design Manager项目的参考模拟。
要准备参考模拟,可以串行加载起始文件。在之后的阶段指定运行设计的核数:
  1. 打开双精度版本的 Simcenter STAR-CCM+,然后选择文件 > 加载
  2. 加载文件对话框中:
    1. 进程选项设为串行
    2. 单击浏览
    3. 打开对话框中,导航至已下载教程文件的 designExploration 文件夹,然后选择文件 Stage37_smartsweep_start.sim
    4. 单击打开,然后单击确定
在模拟中,将空气建模为可压缩的理想气体
  1. 对于连续体,右键单击连续体 > 物理 1 > 模型节点,然后按顺序选择以下模型:

    组合框

    模型

    空间

    三维

    时间

    定常

    材料 气体
    流体

    耦合流体

    梯度(自动选择)

    状态方程

    理想气体

    能量 耦合能量(自动选择)

    粘滞态

    湍流

    雷诺平均纳维-斯托克斯(自动选择)

    K-Omega 湍流

    SST (Menter) K-Omega(自动选择)

    壁面距离(自动选择)

    全 y+ 壁面处理(自动选择)

    可选模型

    单元质量校正

    求解插值

可压缩气流受滞止入口和质量流量出口约束。因为仅对空气压缩机的扇区建模,所以将上、下边界设为对称平面,并分别为转子和定子区域创建周期交界面。转子和定子之间的交界面是混合平面交界面。

区域拓扑和交界面设置如下所示:



  1. 要设置边界条件:
    1. 选择区域 > RotorPassage > 边界 > 入口节点并将类型设为滞止入口
    2. 要将质量流量定义为全局参数,右键单击自动化 > 参数节点并选择新建 > 标量
    3. 标量参数重命名为 massflow,然后按如下所示设置属性:
      属性
      0.448
      量纲 质量/时间

      根据 37 级空气压缩机性能数据,该质量流量值对应于阻气区周围的速度曲线上的已知稳定点。

    4. 选择 StatorPassage > 边界 > 出口节点并将类型设为出口
    5. 选择出口 > 物理值 > 质量流率节点并将设为 ${massflow}
  2. 定义交界面:
    1. 同时选择交界面 > RotorPassage/RotorPassageStatorPassage/StatorPassage 节点,然后右键单击并选择编辑
    2. 多个对象对话框中,将拓扑设为周期
    3. 选择 RotorPassage/StatorPassage 节点并将类型设为混合平面交界面
      有关更多详细信息,请参考Mixing Plane Interface
  3. 为旋转区域设置移动参考坐标系。移动参考坐标系为旋转对象提供时间平均求解。这样,模拟可以在不考虑瞬态效应和移动网格节点的情况下运行稳态。要定义转子的旋转,创建旋转参考坐标系:
    1. 右键单击工具 > 参考坐标系节点并选择新建 > 旋转
    2. 选择旋转节点,然后按如下所示设置属性:
      属性
      轴方向 [0.0, 0.0, 1.0]
      轴原点 [0.0, 0.0, 0.0]
      旋转速率 1800 弧度/秒
    3. 要将旋转分配给转子区域,右键单击区域 > RotorPassage > 物理值 > 运动指定节点并将参考坐标系设为旋转
  4. 将参考模拟另存为 Stage37_smartsweep_ref.sim