体运动选项参考

属性

X 轴向移动、Y 轴向移动、Z 轴向移动

打开时，将相对于基准坐标系计算轴方向上的平移运动。关闭时，将冻结选定方向的自由度。

X 轴向旋转、Y 轴向旋转、Z 轴向旋转

打开时，将相对于基准坐标系计算绕选定轴的旋转（转置到 6 自由度体的质心）。关闭时，将冻结选定方向的自由度。

属性

旋转轴原点

指定旋转轴的原点。

旋转轴方向

指定旋转轴的方向。

坐标系

确定指定旋转轴的原点和方向的坐标系。

运动限制

激活时，应用限制旋转运动的阻尼力矩（请参见 Eqn. (4899)）。

最小角度

指定启用运动限制器时，体运动停止时的最小角度 ${\alpha }_{min}$ 。该角度相对于体的初始方向测量。初始角度为 0。请参见 Eqn. (4899)。

最大角度

指定启用运动限制器时，体运动停止时的最大角度 ${\alpha }_{max}$ 。该角度相对于体的初始方向测量。初始角度为 0。请参见 Eqn. (4899)。

角度阻尼长度

指定启用运动限制器时，停止过程发生时的角度长度 $\lambda$ （在最小角度和最大角度之前）。请参见单自由度旋转运动。

属性

平移原点

指定平移运动的原点。此点被视为初始体位置，该位置可与初始质心不同。

平移方向

指定平移运动的方向。

坐标系

确定指定平移运动的原点和方向的坐标系。

运动限制

激活时，将应用阻尼力来限制平移运动（请参见 Eqn. (4897)）。

最小位置

指定启用运动限制器时，体运动停止时的最小位移 $d_{\min }$ 。该位移相对于体的初始位置测量。初始位移为 0。请参见 Eqn. (4897)。

最大位置

指定启用运动限制器时，体运动停止时的最大位移 $d_{max}$ 。该位移相对于体的初始位置测量。初始位移为 0。请参见 Eqn. (4897)。

阻尼长度

指定启用运动限制器时，停止过程发生时的长度 $\lambda$ （在最小位置和最大位置之前）。请参见 Eqn. (4897)。

属性

航向速度

表示 X-Y 平面中的体速度。默认值为零。

航向角

表示 X-Y 平面中的体运动方向，指定为相对于 X 轴的逆时针角度。默认值为零。

属性

平面运动选项

指定希望 6 自由度体执行的以下某一类型平面运动：

平面运动机构属性

X 轴速度

使用恒值指定沿 X 轴的速度的幅值。默认值为 1.0 m/s。

Y 轴幅值

指定体沿 Y 轴的最大位移。默认值为零。这对应于 Eqn. (4925) 中的摆动幅值 $y_0$ 。

振荡频率

指定每秒的循环次数。默认值为零。这对应于 Eqn. (4925) 中的摆动频率 $f$ 。

附加偏离角

使用恒值指定体的附加偏移角度。此值将与横摆角相加。

纯横摆

激活时，体在 X-Y 平面中来回旋转（横摆），使相同的面（对于船，即船艏）始终沿正弦路径引导。如果指定，将添加附加偏离角。横摆角由 Eqn. (4926) 给出。

停用时，体不随摆动更改方向。这是默认设置。

旋转臂属性

旋转中心

指定刚体旋转时围绕的点基于指定坐标系的坐标 ${\mathbf{\text{r}}}_c$ （请参见 Eqn. (4928)）。

角速度

指定旋转臂的角速度 $\omega$ （请参见 Eqn. (4928)）。

偏离角

指定体偏离角。偏离角必须为常数值。偏离角将添加到因旋转臂运动产生的横摆角。

坐标系

确定指定旋转中心的坐标系。

通用平面运动属性

X 轴平移

指定 6 自由度体相对于基准坐标系在 X 方向上的平移运动。输入函数作为表达式，以将平移指定为时间的函数。

Y 轴平移

指定刚体相对于基准坐标系在 Y 方向上的平移运动。输入函数作为表达式，以将平移指定为时间的函数。

Z 轴旋转

指定刚体相对于基准坐标系绕 Z 轴的旋转运动。输入函数作为表达式，以将平移指定为时间的函数。

用户自定义的导数

要计算由通用平面运动机构定义的体运动，需要指定轨迹的一阶和二阶时间导数。默认情况下，STAR-CCM+ 将以数值方式计算这些导数。如果认为此数值计算的精度不够，可以显式指定一阶和二阶导数。

激活：指定用户自定义的轨迹的一阶和二阶时间导数也由用户自定义。一个新的平面运动导数子节点将添加到模拟树中。

停用：用户自定义的通用平面运动轨迹的一阶和二阶时间导数将以数值方式进行计算。

自由升降

激活时，此选项允许体沿 Z 轴移动。

自由俯仰

激活时，此选项允许体绕其自己的 Y 轴旋转。

自由滚动

激活时，此选项允许体绕其自己的 X 轴旋转。

属性

X 轴向移动、Y 轴向移动、Z 轴向移动

数值计算过程在每个选定方向上平移体，以达到平衡位置。这些方向相对于基准坐标系进行设置。

X 轴向旋转、Y 轴向旋转、Z 轴向旋转

数值计算过程绕每个选定轴旋转体，以达到平衡位置。这些轴方向相对于基准坐标系进行设置。

控制参数

最大平移步

指定一个时间步内的最大平移步长。

• 如果算法计算的平移步长小于指定的最大平移步，则将应用计算的平移步长来移动体。
• 如果算法计算的平移步长大于指定的最大平移步，则将在一系列连续的时间步中分割计算的平移步长。在每个此类时间步中，最多应用最大平移步。此操作在达到整个预测的平移步长后才完成。

最大旋转步

指定一个时间步内的最大旋转步长。

• 如果算法计算的旋转步长小于指定的最大旋转步，则将应用计算的旋转步长来旋转体。
• 如果算法计算的旋转步长大于指定的最大旋转步，则将在一系列连续的时间步中分割计算的旋转步长。在每个此类时间步中，最多应用最大旋转步。此操作在达到整个预测的旋转步长后才完成。

URF 平移

指定计算平衡时应用于平移运动的亚松弛因子。此因子用于定义实际应用于体的内部计算的平移步长部分。如果遇到收敛问题，可以减小此因子。

URF 旋转

指定计算平衡时应用于旋转运动的亚松弛因子。此因子用于定义实际应用于体的内部计算的旋转步长部分。如果遇到收敛问题，可以减小此因子。

最大平移增长率

指定平移增量的最大增长率。

为了提高模拟稳定性，上一运动步的平移步长乘以最大平移增长率所得到的值会对当前运动步的平移步长造成限制。因此，从一个运动步到下一运动步的平移步长不能随意增加，因为其增长受最大增长率因子限制。如果遇到收敛问题，可以减小此值。

最大旋转增长率

指定旋转增量的最大增长率。

为了提高模拟稳定性，上一运动步的旋转步长乘以最大旋转增长率所得到的值会当前运动步的旋转步长造成限制。因此，从一个运动步到下一运动步的旋转步长不能随意增加，因为其增长受最大增长率因子限制。如果遇到收敛问题，可以减小此值。

力与力矩容差

指定力与力矩的收敛容差。此值用于确定执行下一运动步前允许的力与力矩变化量。

最大内时间步

指定两个运动步之间的最大内时间步数。

• 如果在小于最大内时间步的时间步数期间满足力与力矩容差收敛容差，则将执行下一运动步。
• 如果在小于最大内时间步的时间步数期间不满足力与力矩容差收敛标准，则将在达到最大内时间步后执行运动步。

应用体运动平衡时，DFBI 平衡力收敛事件变为可用。可以使用此事件监控达到平衡的时间。有关更多详细信息，请参考DFBI 平衡力收敛事件参考。

属性

X 轴向移动、Y 轴向移动、Z 轴向移动

打开时，将相对于选定坐标系计算轴方向的平移运动。关闭时，将冻结选定方向的自由度。

X 轴向旋转、Y 轴向旋转、Z 轴向旋转

打开时，将相对于选定坐标系计算绕选定轴的旋转。关闭时，将冻结选定方向的自由度。

坐标系

指定用于 X 轴向移动、Y 轴向移动、Z 轴向移动和 X 轴向旋转、Y 轴向旋转、Z 轴向旋转的坐标系。

支持任何稳态笛卡尔坐标系以及多体运动体非稳态体坐标系。目前不支持其他非稳态坐标系，例如受管坐标系。

属性

X 轴向移动

启用沿基准坐标系 X 轴的平移。

Y 轴向移动

启用沿基准坐标系 Y 轴的平移。

Z 轴向旋转

启用绕基准坐标系 Z 轴的旋转（转置到 2D 6 自由度体质心）。

属性

旋转轴原点

指定旋转轴的原点。

坐标系

确定指定 2D 旋转轴的原点和方向的坐标系。

属性

平移原点

指定平移运动的原点。此点被视为初始体位置，该位置可与初始质心不同。

平移方向

指定平移运动的方向。

坐标系

确定指定 2D 平移运动的原点和方向的坐标系。

属性

平移原点

指定平移运动的原点。此点被视为初始体位置，该位置可与初始质心不同。

坐标系

指定用于指定轴对称平移运动的原点的坐标系。