STAR-CCM+(下一代CFD).pdf

START UP START UP STAR-CCM+ STAR-CCM+ Next Generation CFD Next Generation CFD CDAJ-China CDAJ-China 开始 此教程适用于STAR-CCM+的初学者，读者可以参照实际的例题一边操作 STAR-CCM+一边学习，以掌握STAR-CCM+的基本使用方法。 此教程使用3个例题较全面地介绍了STAR-CCM+的功能和使用方法。 此教程的目的在于帮助读者理解STAR-CCM+的网格生成、模拟条件设定、后 处理等一系列计算流体力学的要素。 0 ．CFD是什么？ 在进入正文之前，什么是CFD ？在进行CFD时需要注意什么？本章先作一些简单 介绍。 0-1 ．用计算机来解决流动问题？ 0-2 ．网格与差分方法 0-3 ．Navier-Stokes方程 0-4 ．紊流模型 Chapter0 Chapter0 0-1 ．用计算机来解决流动问题？ CFD = Computational Fluid Dynamics = 计算流体动力学。所谓CFD，是以计算机 为工具，用数值的方法来解决『流动』问题的流体力学。下面考虑一个简单的例 子。 图1 左图的例子，汽车周围到天空，空气是连续存 在的，把全部的空气做为计算对象是不现实的。 (图1) 通常的分析中，我们选出有限大的区域，在计 算中设定这个区域，在区域边界处给予某种条件 即边界条件。(图2) 考虑汽车行进中周围的空气阻力 图2 无摩擦 需要对计算对象区 为了以计算机，用数值的方法计算， 前方来流 域的边界给予某种 在所选出的区域内对连续的空气空间进 车体表面 条件(边界条件) 条件 行分割。(图3) 行进速度 大气压 更细的空间分割程度，能提高计算的分辨率。 因为是流体的流动计算，计算对象是除去汽车车体之外的空气区域 图4 图3 从边界条件和内部形状等得到计算结果，每个网格有速度矢量、压力 、质量等结果信息 由于计算对象的空间被分割为网格，所以在1个网格内可作为同样的状态 （物理量）进行计算 Chapter0 Chapter0 0-2 ．网格与差分方法 将求解区域的空间分割为网格，以网格上的离散的值来近似空间上连续的值，称为 离散化。每一个解析网格即一个控制体。 解析网格 网格（控制体） 计算时，从边界条件处获得物理量的值，在相邻网格之间有着质量、动量和能量的 传递。随着计算的推进，得到全部网格上流速、压力