定义分离/连接线

分离/连接线是流体与表面分离或连接时所沿的线。

这种现象是由正好在分离或连接点附近发生的粘性效应所致。 当流体流经无滑移壁面边界时,如果沿法向接近表面,则速度幅值会变为零。 因此,分离和连接线的抽取重点在于表面上定义的非零切向剪切应力矢量场,该场与邻近流线的流体模式相同。
下图显示了 Simcenter STAR-CCM+ 如何使用壁面剪切应力矢量场标识分离线(为了清晰起见,该线以洋红色显示)。 但是,也可使用其他几个参数标识分离线,还可使用网格单元相对速度作为矢量场。 网格单元相对速度是相对于因运动出现的网格单元形心上的流体流速度。

要创建分离/连接线:

  1. 按照定义衍生零部件的常规工作流一节中所述的常规过程进行操作。 选择菜单选项新零部件 > 分离/连接线...
  2. 输入零部件下,指定用于生成分离/连接线的输入边界。 通常,此零部件是流体流经的无滑移壁面。 此外,指定显示选项。
    有关指定输入零部件和显示选项的详细信息,请参见定义衍生零部件的常规工作流
  3. 通过指定以下属性,完成分离/连接线的定义:
    • 矢量场 — 选择算法计算分离/连接线所用的矢量场。 这必须是壁面剪切应力或网格单元相对速度。 如果选择另一个矢量场,则仍会创建分离/连接线,但结果将无效。
    • 显示连接线显示分离线 — 指定连接线或分离线是否包含在衍生零部件中。 当流体接触壁面边界并沿表面流动时,会发生连接。 当流体离开表面时,会发生分离。
    • 线强度 — 此属性不表示任何物理量,但程序可用来过滤出不佳的结果(即,那些未表示明显流体分离的线)。
    • 最小线长度 — 指定衍生零部件线的最小长度。 比最小长度短的线将会排除。
    • 线质量 — 指定分离/连接线与流体矢量之间的角度,用于从衍生零部件中过滤出与流体间夹角较大的线。

    可以在原位对话框或属性窗口中设置所有属性。

    有关可用属性的详细信息去,请参见分离/连接线属性
    抽取分离/连接线之后,可以根据需要使用标量颜色将其显示在图形场景中。 还可以将其用作流线显示器的输入零部件,使流线沿分离线开始。
    下图显示了使用流线显示器显示的分离线。 为了使该线在几何表面上更加突出,已增加其线宽。 速度矢量演示了发生流体分离的位置,这与分离线位置匹配。

    还可以使用分离/连接线作为流线衍生零部件的种子零部件。 这可用于分析流体分离点之后的流动路径,如以下示例中所示。