移动参考坐标系

在 Simcenter STAR-CCM+ 中，移动参考坐标系指示用户定义的旋转或旋转和平移参考坐标系。

给区域应用移动参考坐标系不会更改网格单元节点的位置。但它会在适当的守恒方程中生成恒定网格通量。此网格通量基于参考坐标系的属性计算得出，而非网格单元节点的局部运动。

此建模方法将瞬态运动转换为时间平均解。无论使用的时间模型如何，此建模方法都不会提供时间精确的解。

有关移动参考坐标系中的流体控制方程，请参见参考坐标系。

移动参考坐标系通常应用于稳态工况。还可以在瞬态工况下将其应用于特定区域，其中瞬态效应与整个模拟无关。

仅当周围体积内的流体为轴对称时，移动参考坐标系才能提供具有实际物理意义的结果。如果周围流体的任何分量垂直于旋转轴，将产生与垂直分量成比例的非物理结果。

在冻结转子模拟中，旋转参考坐标系将应用于包含转子叶片的网格区域。网格其余部分为静态或应用了不同的旋转参考坐标系（因为多个区域可以具有不同的参考坐标系）。由于转子叶片根据定子叶片冻结在空间中，因此定子叶片可见的流量场取决于各阶段的相对位置。不同的相对位置将产生不同的求解，这是此方法的主要缺点。

在分配给不同参考坐标系的区域之间的交界面处，局部变量值基于每个网格单元从一个参考坐标系传输到另一个参考坐标系。已传输变量值用于计算相邻区域的交界面边界处的通量。由于不涉及真实网格运动，因此移动对象相对于相邻区域的位置不变。因此，将忽略位置变化产生的瞬态流体效应。此方法对应于在该特定位置中使用移动对象创建瞬时流场的快照。

在混合平面分析中，通过使用间接混合平面交界面来耦合转子和定子区域，克服了相对定位问题。将对混合平面交界面的任一侧上的流动条件进行周向平均，以提供应用于交界面上所有网格单元面的单个径向分布。可通过考虑查看快速旋转的风扇（即发出恒定气流的单个旋转表面，与叶片位置无关）时将观察到的情况，来说明这种处理方法的基础。增加风扇叶片数、提高转速或只移动到距离风扇更远的位置，这些都会提高此说明的准确性。下图显示了混合平面模拟适用的转子和定子装配。如果在叶片中间应用周期交界面，则只需为每个阶段包含一个叶片气道。

在按时间平均的属性而非瞬时流体细节可能影响流体的点处，放置混合平面交界面。要创建混合平面交界面，请参见创建边界交界面。在交界面下选择新建的节点，然后将类型设为混合平面交界面。

混合平面方法的优点是转子和定子的相对定位并不相关。但是，会出现尾流效应因周向平均而丢失的情况。如果需要更详细地对各阶段之间的相互作用建模，Simcenter STAR-CCM+ 提供有两个更深入的选项：瞬态分析中的网格节点刚体运动，或者具有规定尾流的单个阶段谐波平衡分析。