定义 (m', θ) 包面

Simcenter STAR-CCM+ 中,(m', θ) 包面可用于表示旋转的扁平表面。

对于涡轮机,此类表面为叶片至叶片。它们通常来自恒定半径的圆柱形平面,或者从轮毂到箱体变化的体映射坐标的等值面。

此衍生零部件需要其属性中的三条信息:

  • 旋转轴的原点
  • 指定旋转轴的矢量
  • 指定正切轴(此轴用于计算角坐标)的矢量。

m' 坐标是沿投影到 (z,r) 平面的表面的弧长度,并由局部半径进行标准化 ([135]):

m=(dr2+dz2r)
(384)
  • z 为沿旋转轴的轴向坐标。
  • r 为垂直于旋转轴的径向坐标。

θ 计算为与正切轴的角度:

θ=2π+arctan(yx)
(385)
其中,y 为到正切轴和旋转轴形成的平面中的任何方向上的距离,x 为正切轴,z 为旋转轴。

例如,如果提取表面的点并将其投影到 (z,r) 平面,则可预期它们沿表面的定义线(生成曲线)落下。下图描绘了这一结果。

子午面坐标定义如下:

m=(r2+z2)
(386)

由于仅使用与旋转轴正交的分量,因此正切轴属性不必与旋转轴正交。

以下示例使用 (m', θ) 衍生零部件:

  • 旋转轴为 [0, 0, 1](与 z 轴对齐)。
  • 原点位于表面上游 [0, 0, -10] 处。
  • 正切轴 [0, 1, 0] 与旋转轴正交。
  • 以下屏幕截图显示俯视 z 轴。衍生零部件将 m' 坐标映射到 x,将 θ 坐标映射到 y。

通过确定零部件中的生成曲线来计算衍生零部件。因此,如果显示器中有多个零部件,则必须形成连续的表面,才能使衍生零部件有效。

要创建 (m', θ) 包面:

  1. 右键单击衍生零部件节点,然后选择新零部件 > (m', θ) 包面
    (m', θ) 包面零部件将立即显示在模拟树中。
  2. 属性窗口中,指定输入零部件、旋转轴及其原点正切轴
    有关可用属性的详细信息,请参见 (m', θ) 包面属性