时间：2022-10-02 01:16:47
如何使用STARCCM+的3DCAD功能进行参数化建模？STARCCM+从V 5.02开始集成完全参数化的CAD几何建模功能3DCAD.3DCAD模块搭建起CAD与CAE之间沟通的桥梁，用户无须担心在仿真过程中使用到的不同软件之间的数据交换问题.3DCAD完全集成在STARCCM+的界面和工作流程中，实现STARCCM+从参数化CAD建模到表面准备、体网格生成，再到计算求解和后处理的一体化工作流程.3DCAD的完全参数化功能使用户可方便地修改几何模型尺寸，快速投入到新的案例计算中，同时也为与modeFRONTIER等优化软件连接提供更大便利.利用3DCAD进行参数化建模的基本流程为：
(1)二维草图绘制.通过软件提供的点、线、四边形、圆弧和样条曲线等工具在基准平面上绘制二维的草图.
(2)草图特征约束.所绘制的草图可添加各种约束条件以确保草图的约束关系，如固定、共线、平行、垂直和共圆心等.
(3)三维实体成型.将二维草图通过拉伸、旋转、放样和扫掠操作变为三维实体.
(4)特征操作.对通过倒角、倒圆和阵列等操作编辑和优化三维实体模型.
(5)参数设计.在草图绘制、实体成型和特征操作中将长度、角度和一般参数定义为设计参数.具体做法是勾选参数的“Expose Parameter?”选项，即将其指定为“Design Parameter”.通过对其他相关边进行位置约束，可实现改变“Design Parameter”来改变整体几何外形的目的，用户无须设置网格模型、尺寸及边界条件就可直接生成网格并实施计算，大大缩短优化改进设计的分析周期.
以图1为例说明3DCAD建模的具体操作.打开STARCCM+后，左击树状菜单中Geometry旁边的+号，拉出3DCAD Models，右击3DCAD Models，在菜单中选择New.此时自动进入3DCAD模式.右击Features下xy，选择Create Sketch，自动进入草图绘制界面，点击利用圆心和半径做圆图标（第1排最右1个），在右边带网格线的平面上左击原点作为圆心，用鼠标延格子边长方向移动5个格子后左击确定半径，此时圆自动作出.点击左边窗口中的OK按钮，结束草图绘制.此时自动返回3DCAD界面.仿照以上操作，进入yz平面内的草图绘制界面，此时右边带网格线的平面为yz平面，点击利用3个顶点作矩形按钮（第1排左起第3个），第1点点击在圆点，延y轴方向偏移2个网格点击第2点，再延z轴偏移3个网格点击第3点，然后点击左边窗口的OK按钮.这样就建立了1个yz平面上的矩形.自动返回3DCAD界面后，可看到树状菜单的Features下自动多出Sketch 1和Sketch 2，分别对应所作出的圆和矩形.右击Sketch 1，点击Create Extrude，进入拉伸界面，在Distance中填入0.1 m，此时右边将显示拉伸后的形状，点击左边窗口的OK按钮，确认拉伸.同样，将Sketch 2向x轴正向拉伸0.1 m.此时CAD模型就完成了，见图1右边窗口.ね 1 某简单几何模型 2 如何使用STARCCM+的流固耦合应力形变
功能？STARCCM+从V 4.04开始增加流固耦合应力形变功能，用户不需要其他第三方软件，只需在其统一界面下即可完成流固耦合应力形变的模拟.这是STARCCM+作为多物理场仿真平台的重要功能之一.流固耦合应力形变所用到的模型为计算固体应力的Solid Stress模型、计算流体变形的Morphing模型、计算固体变形的Solid Displacement模型.以V 5.04版本为例说明模型设定的要点.(1)流体区域和固体区域的交界面设置为
Inplace Interface.
(2)设置流体模型和固体模型.流体模型无须特殊设置，固体模型需选择Solid Stress模型，同时需要设置固体物性的泊松数(Poisson)和杨氏模量(Youngs Modulus)值.
(3)在树形管理窗口中的ToolsMotions节点下添加Morphing模型和Solid Displacement模型.
(4)分别将Morphing模型和Solid Displacement模型对应到流体计算域和固体计算域中.如流体Regions计算域FluidPhysics ValuesMotion Specification，在属性窗口中将Motion设置为Morphing.
(5)将流体域中交界面Physics ConditionsMorpher的属性值设置为Solid Stress.
(6)将固体域中不能变形的边界Physics ConditionsStress/Displacement设置为Fixed.
图2为STARCCM+的流固耦合应力形变功能示例.ね 2 STARCCM+的流固耦合应力形变功能示例 3 如何使用STARCCM+的噪声计算功能？STARCCM+能预测气动噪声源，在V 4.06及后续的版本中有具体的各种气动噪声源计算模型可选，分别适用于计算偶极子（壁面上的压力脉动造成）、四极子（流体空间内的湍流作用造成）噪声源等.不同模型还有其不同的适用性，有只适用于稳态计算的，也有适用于非稳态计算的.使用稳态MRF方法，配合通常的k拨弄或者kOmega湍流模型，也可预测流场噪声源分布情况.但是，1次计算只能选择计算偶极子或四极子噪声源中的1种，若要得到流场中某点上的噪声（该点须在计算域以内），可使用四极子噪声源计算方法得到在该点上由于湍流作用造成的噪声源.需要注意的是，以上所说的都是噪声源的计算.在最新的V 5.06中可计算噪声传播.另一种方法是使用DES或LES湍流模型进行非稳态计算，得更加细致、精确的流场压力脉动，配合监测所需要的点的压力值随时间的脉动数据，再通过STARCCM+内的快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）功能（V 4.04以后版本才有此功能）转换到频域下的数据，作为近场噪声的参考值.该方法需使用比较细密的网格，再加上DES或LES的非稳态计算，计算量非常大.以下对瞬态模拟中FFT的设定和使用步骤进行简介.ね 3 计算模型及监控点(1)设定压力监测点（见图3）.首先确定压力监测点的位置，然后在Reports目录中建立此监测点的压力report，在Reports目录中生成
Moni_P子目录.在Moni_P子目录上单击右键，选择Create Monitor from Report，则在Monitors目录下生成Moni_P Monitor子目录.设定Moni_P Monitor子目录属性中的Trigger为Time Step，这样压力监测点的数据会按时间步进行更新.
(2)设定FFT.在ToolsData Set Functions上单击右键，选择New Fast Fourier Transform，则建立名为Fast Fourier Transform 1的FFT的子目录，将该子目录的Amplitude Function设置为Sound Pressure Level，其他选项保持默认.关于FFT子目录的其他属性设置参考STARCCM+的帮助文件.
(3)定义监测点的FFT.在Fast Fourier Transform 1Derived上单击右键并选择New derived data from monitor，建立derived monitor子目录，然后设置此子目录的input data属性为Moni_P Monitor.
(4)建立Monitor Plot图.在Plots目录上点击右键并选择New PlotMonitor Plot，生成Monitor Plot 1子目录，将Monitor Plot 1Derived中的Derived dataね 4 监控点FFT结果属性设置为derived monitor.(5）打开Monitor Plot 1图，执行计算时，Monitor Plot 1的曲线图（见图4）会被实时更新. (待续)ぃū疚挠晌鞯习⑻匦畔⒖萍迹ㄉ虾＃邢薰司技术部供稿，读者若对STARCCM+产品感兴趣，可联系.）