为协同仿真准备 Simcenter STAR-CCM+ 模拟

为 GT-SUITE 协同仿真设置 Simcenter STAR-CCM+ 模拟。

  1. 在相关流体连续体上激活以下物理模型：
    组 物理模型
    空间 三维
    时间 隐式非稳态、显式非稳态或 PISO 非稳态
    材料 气体、液体或多组分气体（非反应）
    流体 耦合流体或分离流
    启用模型 梯度（自动选择）
    状态方程 理想气体
    能量 任何
    粘滞态 任何
    可选模型 协同仿真
    协同仿真模型 GT-SUITE
    可选模型 被动标量
    注如果用气体组分表示多组分气体的所有组分，则可忽略此模型。

    为满足各种模拟要求，可从可选模型组中选择额外模型。

在 GT-SUITE 中预处理模拟时，会生成材料数据库文件 <GT-POWER 案例名称>.chemkin_GT.dbs。要使用与 GT-SUITE 相同的材料属性，将此文件导入 Simcenter STAR-CCM+：
  1. 右键单击工具 > 材料数据库节点，然后选择新建材料数据库。
  2. 右键单击新材料数据库，然后选择导入属性。
  3. 在打开对话框中，选择 <GT-POWER 案例名称>.chemkin_GT.dbs 文件，然后单击确定。
  4. 在导入属性对话框中，选择导入所有材料的属性，然后单击确定。
  5. 在打开对话框中，选择 <GT-POWER 案例名称>.chemkin_GT.dbs 文件，然后单击确定。
  6. 在导入属性对话框中，选择导入所有材料的属性，然后单击确定。
对多组分气体建模时，需要为 GT-SUITE 中定义的每个组分定义混合物组分或被动标量。通常，使用气体组分表示 GT-SUITE 非痕量组分，使用被动标量表示 GT-SUITE 痕量组分。混合物组分会影响模拟的物理属性，因此提供的求解最为准确和实际。被动标量不会影响模拟的物理属性，这会缩短处理时间。如果对所有组分都使用被动标量，则需要指定区域中的背景流体。

要将混合物组分添加到模拟：

  1. 展开 [物理连续体] > 模型节点。
  2. 右键单击多组分气体 > 气体组分节点，然后选择选择混合物组分...
  3. 在选择混合物组分对话框中，从 GT-POWER Materials(GT-POWER 材料) 数据库中选择气体组分，然后单击应用。
    注尽管“fuel-combust(燃料燃烧)”组分是一种液体，但在多组分气体模型中可用气体表示。此建模方法不会影响结果，因为气体在 Simcenter STAR-CCM+ 中仅表示组分，而物理值则从 GT-SUITE 接收。
要将被动标量添加到模拟：
  1. 右键单击被动标量节点，然后选择新建。
为减小数值舍入误差，将参考压力设为 GT-SUITE 中的平均压力。要确定 GT-SUITE 中的平均压力，可运行独立的 GT-SUITE 分析，然后使用 GT-POST 来分析结果。

要设置参考压力：

  1. 选择 [物理连续体] > 参考值 > 参考压力节点，然后设置值属性。
    注Simcenter STAR-CCM+ 中的所有压力都是相对于参考压力定义的。而在 GT-SUITE 中，所有压力都是绝对值。定义压力值时，需要考虑这些差异。
为获得最佳初始化，将 Simcenter STAR-CCM+ 初始条件设为 GT-SUITE 中的平均值，可通过运行独立的 GT-SUITE 分析再使用 GT-POST 分析结果来获取这些值：
  1. 展开 [物理连续体] > 初始条件节点，然后如下所示指定初始条件：
    1. 由于 Simcenter STAR-CCM+ 中的初始压力相对于参考压力，因此需要将压力值设为 GT-SUITE 中的平均压力与 Simcenter STAR-CCM+ 参考压力之间的差值。
    2. 由于 Simcenter STAR-CCM+ 中的初始温度为绝对值，因此需要将静态温度值设为 GT-SUITE 中的平均温度。
    3. 对多组分气体建模时，通过设置组分质量分数值，将组分质量分数设为 GT-SUITE 中的平均值。单击 （自定义编辑器），在组分表中输入质量分数。


用常规方式指定边界类型。协同仿真期间，耦合边界类型可确定 GT-SUITE 和 Simcenter STAR-CCM+ 之间交换的场，如交换场中所述。
  1. 指定边界类型。对于与 GT-SUITE 耦合的边界，将类型设为质量流量入口、速度入口或压力出口。
    对于所有耦合边界，建议将边界类型设为“质量流量入口”— 无论这些边界是入口还是出口。如果使用质量流量入口，Simcenter STAR-CCM+ 会使用 GT-SUITE 中的边界面积、法向速度和密度来确定边界处的质量流率。密度的微小变化会反映在穿过边界的质量流率中。

    对于具有较大负流量（例如离开 Simcenter STAR-CCM+ 域的流量）的耦合边界，使用耦合速度入口边界。使用耦合质量流量入口边界时，有时可能导致某些模型不稳定。如果使用速度入口，则 Simcenter STAR-CCM+ 会采用 GT-SUITE 中的法向速度，并将其均匀地应用于耦合边界。

    注将所有 Simcenter STAR-CCM+ 耦合边界设为质量流量或速度入口时，不会出现独立 CFD 模型中会发生的负数字影响。CFD 模型的绝对压力可驱动 GT-SUITE 求解并设置边界处的质量通量或速度。
  2. 用常规方式指定边界条件。在耦合边界上，仅指定湍流设置，因为所有其他值均由 GT-SUITE 设置。
  3. 指定协同仿真设置（包括耦合边界、耦合组分和连接设置），完成设置。有关说明，请参考指定协同仿真设置一节。