预先指定沿指定轨迹的运动规律

通过指定沿指定轴的旋转速率或旋转角度以及平移速度，旋转和平移运动可以定义网格运动。在某些情况下，可便于通过指定空间中的网格轨迹来定义刚体运动。

可以使用场函数或导入的表来描述轨迹：
  • 使用场函数时，将通过三个组分采用分析法描述轨迹。例如，半径为 r 的圆采用分析法描述为 ( X ( t ) ,   Y ( t ) ,   Z ( t ) ) = ( r ⋅ cos ( $ { T i m e } ) , r ⋅ sin ( $ { T i m e } ) , 0 ) 。
  • 使用导入的表时，Simcenter STAR-CCM+ 将对离散位置进行插值，以构建连续时间轨迹。沿轨迹的方向隐式取决于表中给定的一组坐标的顺序，从表中第一行的坐标开始。轨迹表可以包含以下数据之一：
    1. ( t , x , y , z ) i 值 — 此情况下提供具有四列的表。一个列包含时间值，其余三列包含相应的 x , y , z 坐标，这些坐标定义区域的时间轨迹。
    2. ( x , y , z ) i 值 — 此情况下提供具有三列的表，这些列包含定义轨迹的 x , y , z 坐标。由于该格式不提供时间函数可提供的沿轨迹的区域位置，因此还需要使用场函数指定区域的位移或速度。

按照说明定义轨迹运动：

  1. 右键单击工具 > 运动节点，然后选择新建 > Trajectory(轨迹)。
  2. 选择运动 > Trajectory(轨迹) 节点，并设置以下属性：
    属性 设置
    坐标系 指定坐标系，相对于该坐标系指定了离散坐标 x , y , z 。
    被管理的坐标系 指定一个或多个跟随轨迹运动的坐标系。添加叠加运动时，Simcenter STAR-CCM+ 会自动处理父运动的基本受管坐标系。
    方法 选择要用于指定轨迹的方法。可用选项如下：
    • FieldFunction(x,y,z) — 用于位置值，作为时间函数。将三个标量场函数分配给三个轨迹位置组分。对轨迹运动使用分析描述时，此选项很有用。

      场函数方法不能用于约束旋转。

      右键单击操作导出轨迹到 VTK 文件对此输入方法不可用。

    • Table(x,y,z)(表(x,y,z)) — 仅用于位置值。
    • Table(time,x,y,z)(表 (时间,x,y,z)) — 用于指定时间处的位置值。
要使用场函数指定轨迹：
  1. 右键单击自动化 > 场函数节点并选择新建 > 标量。
  2. 相对于时间为每个位置组分定义标量场函数，例如 X ( t ) = r ⋅ cos ( $ { T i m e } ) 。


  3. 选择工具 > 运动 > 轨迹节点，然后将方法设为 FieldFunction(x,y,z)。
  4. 选择轨迹 > FieldFunction(x,y,z) 节点，然后分配相应的场函数。


要导入表格数据：
  1. 右键单击工具 > 表节点，然后选择新建 > 文件表。
  2. 在打开对话框中，导航至包含 (t,x,y,z)i 或 (x,y,z)i 值的文件，然后单击打开。
导入表格数据之后：
  1. 根据使用方法属性为 轨迹节点指定的表格格式，完成运动定义，如下所示：
    表格格式步骤
    Table(x,y,z)(表(x,y,z))
    1. 选择轨迹 > 表 (x,y,z) 节点。
    2. 通过设置相应的属性，指定导入的表和定义 x, y, z 位置的列。
    3. 要指定沿轨迹速度的定义方法，根据需要将速度指定设为位移函数或速度函数。

    4. 根据速度指定方法，选择表(x,y,z) > 位移函数或速度函数节点，并将标量函数设为定义位移或速度幅值的函数。
    Table(time,x,y,z)(表 (时间,x,y,z))
    1. 选择轨迹 > 表 (时间,x,y,z) 节点。
    2. 使用节点属性指定导入的表和定义时间和 x, y, z 值的列。

通过 Simcenter STAR-CCM+，可以使用任意探头可视化场景中的运动轨迹。要可视化轨迹：
  1. 创建所需的场景。
  2. 右键单击运动 > 轨迹节点，选择导出轨迹到 VTK 文件...，然后将该文件保存到所需的位置。
  3. 右键单击衍生零部件节点，然后选择新零部件 > 探头 > 任意。
  4. 对于任意探头，设置以下属性：
    属性 设置
    输入零部件 选择移动区域及其边界。
    表面输入选项 文件
    文件 选择包含轨迹数据的 VTK 文件。
  5. 将任意探头零部件添加到所需的场景显示器。
  6. 此外，还可以添加叠加运动。通过叠加运动，移动区域沿指定轨迹平移，此外还可按叠加运动预先指定的规律来旋转和平移。
    有关更多信息，请参见在轨迹运动上叠加旋转。
有关应用轨迹运动的完整示例工作流，请参考以下教程：