star-中文教程2ccmp v3009chinese此适用于STAR CCM的初学者读者可以参照实际例题一

NextGeneration开 适用于STAR-CCM+的初学者，读者可以参照实际的例题一边操STAR-CCM+一边学习，以掌握STAR-CCM+ 使用3个例题较全面地介绍了STAR-CCM+的功能和使用方法 的目的在于帮助读者理解STAR-CCM+的网格生成、模拟条件设定、处理等一系列0．CFD是什么在进入正文之前，什么是CFD？在进行CFD介绍0-1．用计算机来解决流动问题0-2．网格与差分方0-3．Navier-Stokes0-4．紊流CFDComputationalFluidDynamics计算流体动力学。所谓CFD，是以计算机图图

更细的空间分割程图 图

解析网 网格（控制体边界

边界条

网网网网网网MARS格式=MonotoneAdvectionAndReconstructionScheme0-3．Navier-Stokes 方数学、物理

描述无粘性法国数学、物理

考虑粘Navier-Stokes完整描述流体的运爱尔兰数学、物

ρ

j jj j

x 非定常 对流 扩散 源 旋涡()引起的问题。包含这些小旋涡的流动称为紊流，紊流从大的旋涡慢慢向层 紊

(RANS方程式=ReynoldsAveragedNavier-？？？？？？？？？？？？但？？？？？？？？？？？？得 不能捕捉细小非线性紊流紊非线性紊流紊流粘性模时间平均模紊流线性紊流粘层流层流应力模空间平均模 STAR-CCM+1-1．STAR-CCM+ 1-1- 1-1-1．STAR-CCM+新GUI面板使操作更简易树状结

所有操作可以在GUI

Cp力Cd力Cl:升力系 残速 1-1-2．多面体网格体体网格：2，131，703(1.3GB内存多面体网格：353，022(900MB内存四面四面两种不同类型网vs压力多面43.251.6 10<3%6DeltaDeltaP四四面体网格43多面多面体模型只需要四面体网格数的1/4对网格数量的依

多多面体网格1-2．STAR-CCM+本节介绍STAR-CCM+的功1-2- STAR-CCM+的模拟功1-2- STAR-CCM+的模拟流1-2- STAR-CCM+的网格生成功1-2- STAR-CCM+

1-2-1．STAR-CCM+的模拟功－RSM系列模－DES系列模

6自由度运滑移网格（网格不产生变形

【6自由度运轮船在海上航行

【多重旋转参考坐标压缩机

【滑移网液力变矩器模1-2-2．STAR-CCM+的模拟流STAR-CCM+采用树状结构，自上而下的过程1-2-3．STAR-CCM+的网格生成功使用STAR-CCM+进行模拟首先需要一模式模式模式模式模式表面准体网格生模式Patran,Nastran,pro-STAR(.dbs,.inp/.vrt/.cel)5分结模式15分钟15分钟完Patran,Nastran,pro-STAR(.dbs,.inp/.vrt/.cel)模式3-Surf1515分钟完 模式3-1515分钟完Re- 导导包包重重STAR-CCM+可以生成三种类型的网PolyhedralTetrahedralTrimmed

（以6面体或12面体 体网 多面体网 边界层网四面体网剪裁体网PolyhedralMesh（多面体TetrahedralMesh（四面体TrimmedMesh（Hexahedral:6面 TrimmedMesh（Dodecahedral:12面

TrimmedMesh（六面

TrimmedMesh（十二面 STAR-CCM+可接收的文件STAR-CCM+可以读入的网格文件类型包括STLfileIGESfileSTEPfileParasolidTransmitfile(*.x_b，*.x_tpro-STARdatabasefilepro-STARinput(cell/vertex)fileSTARCCMfilepro-STARmeshfileNASTRANfilePATRANfileFLUENTcasefile1-2-4．STAR-CCM+下面说明一下STAR-CCM+使用中的四个术Region（区域RegionRegionRegionRegionRegionRegion

InterfaceContinuaContactContactSolid模拟概

冷却水套学习・掌握STAR-CCM+的基本操作・・操作2-1．模拟概本节是2-1- 流体物

2-1-1．模拟概粘度系数：8.8871e-4出2-2．STAR-CCM+的基本操2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-

2-2-1．STAR-CCM+的启动方Unix/Linux操作系统，输入以 %Windows操作系统，双击STAR-CCM+的图按照上面的方法启动之后，会出现启动画面。几秒钟后，STAR-CCM+启动界界2-2-2．模拟的开始123

[FileNewSimulation][CreateaNew [Serial][OK]42-2-3．网格数据的13

③出现[打开 ④-⑤选择文件[star.ccm]，点[打开⑥出现[ImportMesh [Opengeometry…] [OK]选中[Opengeometry…]选中[Opengeometry…]项的话，读入网格数据782-2-4．STAR-CCM+主菜单

树状模拟管理(Simulation

视图窗(Graphics属性

输出窗2-2-5．STAR-CCM+STAR-CCM+的模拟保存之后只产生一个模拟文件(*.sim)，网格数据、分[FileSave]②出现[保存 ④输入[文件名]⑤点击[保存] 2-2-6．视图显使用Scene功能来实现几何模型、速度矢量、压力标量等视图的显示 [SceneNewScene12Scene也会被保存在模拟文件2 2-2-7．鼠标视图放大/鼠标鼠标鼠标右缩放 新建、打开Scene通过点击22-2-9．显示网格 ①点击[Geometry1]>[Dis [Geometry1][Mesh]SceneExplorer窗口，请从[Window]>[Scene42432-3．模型设本节对物理模型（PhysicsContinuum）的设定方法进行详细说2-3- 2-3- 1

2-3-1．设定物理 [Continua]Physics1]择[Selectmodels…][PhysicsModelSelection]2424231

[MotionStationary][EnabledPhysicsmodels][MaterialLiquid][FlowSegregatedFlow]567[EquationofState567Density][TimeSteady][ViscousRegimeTurbulent]8[Turbulence]K-8[Close]991

2-3-2．设定物性①[Physics1]>[Models]>[Liquid cewith]，从数2-3-2．设定边界本节对边界条件（Boundary）的设定方2-4-2-4-

出口边界条件设定 边界条件设定[RegionsZoneBoundaries] [in][Type]更改为Inlet]2112

[RegionsZoneBoundaries[in]>[PhysicsValues]>[VelocityMagnitude]>[Constant]。2-4-2．出口边界条件设定设定out12[RegionsZoneBoundaries]12[Type]更改为Outlet]12设定out12

①点击[Boundaries]>[out]>[PhysicsValuesStaticPressure]Constant]。[Value]的值更改为[0.0]Tips!Tips!:参考压力的值在[Continua]>[Physics]>[ReferenceVales]ReferencePressure]中进行2-5．结果显示本节对计算2-5- 结果显示设定（压力云图2-5-1．结果显示设定（压力云图[Create/OpenScenesScalar]②展开[ScalarScene1] 122

①点击[ScalarScene]>[Dis yers]>[Scalar1]>[Parts]。[Parts]12③点击按 12[Close]3341①点击[ScalarScene1]> yers]>11ScalarField][Function]里，选择[Pressure][PressurePa)]323

[ScalarScene1]>[Attributes][HeadLight] 12

①选择 views]>[LookDown]>[+Z]> [Up-2-6．执行计本节对计算2-6-2-6-

STAR-CCM+的退出12

2-6-1．执行计 ①点 [Residuals]窗口自动打开，计算开[ScalarScene1]442-6-2．STAR-CCM+的退出方1

[File]Exit]② [Save]若不保存模拟文件，选择[DiscardAll]23模拟概

飞艇周围学习・掌握使用STAR-CCM+进行流动模拟的流・・掌握模拟结果的后处理方法(流线、动画)操作3-1．模拟概本节是3-1- 3-1- 3-1-1．模拟概物性：空物性：空出出3-1-2．模型尺 133-2．网格的本节详细说3-2- 启动STAR-3-2- 读入表面数据(Surface3-2- 3-2- 3-2- 3-2- 3-2- 设定网格模型(Meshing3-2- 3-2-1．启动STAR-启动STAR-CCM+1①启动STAR-CCM+ %②STAR-CCM+[FileNewSimulation]③[CreateaNew ④选择[Serial]⑤点击[OK]53-2-2．读入表面数据(Surface56

[File]>[ImportSurface…]②[打开 ③选择[airship.stl]1④点击[打开] ⑤[Importsurface 2⑥确认[Units]单位项里选择的是[m米3⑦点击[OK]43-2-3．保存模①点击[FileSave]②[保存 ④输入文件名[airship]2 ⑤点击[保存]23

3-2-4．确认模①点 里[Make②点击 views]>[LookDown]>[+Y]>[Up+Z]③点 viewsStoreCurrentView]④点 里[Save-Restore-4选择[RestoreView]里的缩略图4

①点击[GeometryScene1132132[Properties]属性窗口中，勾[Mesh]3-2-5．网格生成的3-2-6．使用包面(SurfaceWrapper)的原①表面错配②表面之间有交叉 ③表面有洞(Hole)和缝隙Tips．确认表面数据里存在问题312①[Representations[RepairSurface]。

[SurfaceMeshDiagnostics]面在STAR-CCM+中，若想在有问题的表面数据上生成体网格，必须先3-2-7．设定网格模型(Meshing [ContinuaMesh1]，选择[SelectMeshingModels…]。1[MeshingModelSelection]2选择生成网格需要用到的Mesher

324651324651Remesher]和[SurfaceWrapper]Mesher[VolumeMesh[OptionalMeshingmodels[PrismLayerMesher]。[Close]Tips．选择Mesher时的变以下说明选择Mesher时的变更方法123[EnabledMeshing123[SurfaceWrapper]③再次选择[SurfaceWrapper]，移动到右侧的[EnabledMeshingmodels]里，此例的网格生成需要用到[Surface3-2-8．设定网格尺寸和1①点击树状模拟管理窗口中的[ContinuaMesh1ReferenceValues]>[BaseSize]。1值，Value40.0m2Tips!2Tips!：Base注）以上是比较粗糙的网格尺寸33

③点击[Continua]>[Mesh1]>[ReferenceValuesPrismLayerThickness]>[RelativeSize]。Tips!：PrismLayer（不是一层的厚度）Tips!：PrismLayer（不是一层的厚度）Prism4 455

⑤点击[Continua]>[Mesh1]>[ReferenceValuesSurfaceSize[RelativeMinimumSize]。[PercentageBase]的值为[1.0]Tips!Tips!：RelativeMinimum6677

⑦点击[Continua]>[Mesh1]>[ReferenceValuesSurfaceSize[RelativeTargetSize]。[PercentageBase]的值为[100.0]Tips!Tips!：RelativeTarget8899⑨点击[Continua]>[Mesh1]>[ReferenceValuesWrapperScale为[30.0]Tips!Tips!:WrappedScaleFactor（包面的比例因子）=BaseSize[m]×TargetSize[%]×WrappedScale3-3．模型设本节对物理模型（PhysicsContinuum）的设定方法进行详细说3-3- 3-3-

3-3-1．设定物理 [Continua] [NewPhysicsContinuum] [ContinuaPhysics1] [Selectmodels…]4[PhysicsModel 5512354[Space]12354[EnabledPhysicsmodels][MotionStationary][MaterialGas][FlowSegregatedFlow]678[EquationofState678Density][TimeSteady][ViscousRegimeTurbulent]9[Turbulence]K-Epsilon9[Close]打开Auto-mendedphysics的时候，会自动选择紊流模型的推荐定。在K-Epsilon紊流模型・RealizableTwo-LayerK-・Two-LayerAllyWall会被自mendedphysicsmodels。1

3-3-2．设定物性[Physics1ModelsGasAir] cewith]，从数据3-4．设定边界本节对边界条件（Boundary）的设定方3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-3-4-

边界条件设定（inlet）边界条件设定边界条件设定

3-4- 边界条件设定

Interface

3-4-1．分割[RegionsRegion1]>[Boundaries]>[airship4.stl]Boundary。使用分112Tips!：分割Boundary的理（VelocityInlet、PressureOutlet等） 134

[Regions]>[Region1][Boundaries]>[airship4.stl]②点击[SplitByAngle]③[SplitBoundariesby [Angle(degrees)]中输入[60]2[Apply][Close] 7878BoundaryBoundary993-4-2．Boundary设定 更改airship4.stl的名 1235656

[airship4.stl]位置③点击[Rename][Rename][NewName]中填入[inlet][OK] 更改airship4.stl（inlet）

12[Inlet]12[Type][VelocityInlet]3-4-3．Boundary设定（出口更改airship4.stl2的名称 [airship4.stl2] [airship4.stl2]位置2③点击[Rename][Rename][NewName]中填入[outlet] [OK]456更改airship4.stl2（outlet）

12[outlet]12[Type][PressureOutlet]3-4-4．Boundary设定（虚拟空间侧面[airship4.stl3]1[Shift]键单击[airship4.stl6] 复数选中的[airship4.stlairship4.stl6][Combine]，将[airship4.stl airship4.stl6]合并更改airship4.stl3的名称12735656

[airship4.stl3][airship4.stl3]③点击[Rename][Rename][NewName]中填入[side][OK]3-4-5．Boundary设定（翼更改airship4.stl7～11，它们都属于翼1[airship4.stl7][Shift]键单击[airship4.stl11]23 复数选中的[airship4.stl7～airship4.stl11]。3[Combine]，将[airship4.stlairship4.stl11]合并在4更改airship4.stl7的名称

[airship4.stl7][airship4.stl7]③点击[Rename][Rename] [NewName]中填入[wing1][OK]56563-4-6．Boundary设定（翼更改airship4.stl12～16，它们都属于翼221①点击[airship4.stl12]21[Shift]键单击[airship4.stl16] 复数选中的[airship4.stl～airship4.stl16][Combine]，将[airship4.stl airship4.stl16]合并在4更改airship4.stl12的名称1

[airship4.stl12][airship4.stl12]③点击[Rename][Rename] [NewName]中填入[wing2][OK]4

63-4-7．Boundary设定（翼更改airship4.stl17～21，它们都属于翼32 ①点击[airship4.stl17]2[Shift]键单击[airship4.stl21] 复数选中的[airship4.stl3～airship4.stl21]3[Combine]，将[airship4.stl17～airship4.stl21]合并在一起。4更改airship4.stl17的名称

[airship4.stl17][airship4.stl17]③点击[Rename][Rename] [NewName]中填入[wing3]3[OK]4

63-4-8．Boundary设定（飞艇船体1[airship4.stl22]1[Shift]键单击[airship4.stl30]2 复数选中的[airship4.stl2～airship4.stl30]3[Combine]，将[airship4.stl3airship4.stl30]合并在一起44更改airship4.stl22的名称1237456

[airship4.stl22][airship4.stl22]③点击[Rename][Rename][NewName]中填入[body][OK]3-4-9．Boundary设定（翼更改airship4.stl31～35，它们都属于翼4 ①点击[airship4.stl31] [Shift]键单击[airship4.stl35] 复数选中的[airship4.stl3～airship4.stl35]3[Combine]，将[airship4.stl31～airship4.stl35]合并在一起。4更改airship4.stl31的名称12

[airship4.stl31][airship4.stl31]③点击[Rename][Rename] [NewName]中填入[wing4]7[OK]4

63-4-10．Boundary设定（飞艇船舱 [airship4.stl36] [Shift]键单击[airship4.stl38] 复数选中的[airship4.stl～airship4.stl38]3[Combine]，将[airship4.stl airship4.stl38]合并在一起1327更改airship4.stl36的13274

[airship4.stl36][airship4.stl36][Rename][Rename][NewName]中填入[cabin][OK] 63-4-11．边界条件设定1设定 1

[RegionsRegion1>[inlet]>[PhysicsValues]>MagnitudeConstant]3-4-12．边界条件设定12①点击[Boundaries]>[outlet]>[PhysicsValuesStaticPressure]Constant]12[Value]的值更改为[0.0]Tips!Tips!:参考压参考压力的值在[Continua]>[Physics]>[ReferenceVales]ReferencePressure]中进行3-4-13．边界条件设定设定Side壁面边界条件。定义滑移壁面条件（SlipWall）1①点击[Boundaries]>[side]>[PhysicsConditionsShearStressSpecification]。1[Method]项为[Slip]223③点击[Boundaries]>[side]>[MeshConditionsCustomizePrismMesh]。3[CustomizePrism443-4-14．边界条件设定面条件（No-slipWall）面的剪切力[ShearStress]壁no-

3-5．网格生本节中说明3-5- 3-5- 3-5- 3-5- 3-5- 3-5-

3-5-1．生成表面1423①点 1423Mesh]WrappedSurface和RemeshedSurface[Representations]节Surface]和[RemeshedSurface]。12

3-5-2．显示表面SceneExplorer窗口中的[Geometry1][Mesh][Representation][WrappedSurface]WrappedSurface[Representation][RemeshedSurface]RemeshedSurface4 64653Tips：其它在视图显示窗口中除模型和3-5-3．更改表面网格的[Ctrl][Ctrl][Ctrl][outlet]3 任意高亮显示部分，出现[multipleparts] ⑤选中 yers]>[inlet]/[side]/Geometry1hidden]656Tips：重新显示被隐藏 选择RestoreHiddenPart选择RestoreAllHiddenParts

3-5-4．生成多面体①点 Mesh][Finished]字样[Representations] Mesh]23

3-5-5．显示多面体①在视图显示窗口中除模型和[ApplyRepresentation]>Mesh]123-5-6．显示模型 [DerivedParts]节点②选择[NewPart]> ③在[CreateSection]> Parameters]中填入以下数值==3④选中 y]>[New4⑤点击[Create]4[Close]565613132

①选择SceneExplorer窗口中的[GeometryScene1Section[Mesh]3-6．设定结果本节对计算3-6- 设定结果显示（速度矢量图3-6- 设定结果显示（压力云图3-6- Tips!：ProjectionNone：三维矢Tips!：ProjectionNone：三维矢截设定速度矢量图的显示 ①点 上的图标[Create/OpenScenes][Vector]SceneExplorer中出现[VectorScene1] ③点击[VectorScene1]> [Vector1] [ProjectionMode]下拉菜单34选择显示对象 ①选择[VectorScene1] yersVector1Parts][Parts] ③在[SelectObjects]面板中选择 nesection]。④点 按钮[Close]2345123

①点 上的图标[Save-Selectviews][RestoreViewView1]3-6-2．设定结果显示（压力云图①点 上的图标[Create/OpenScalar]SceneExplorer中出现[ScalarScene1]③点击[ScalarScene1]> yers][Scalar1]2[ContourStyle]选择[SmoothFilled]3411

①选择[ScalarScene1]> >[Scalar1Parts][Parts][SelectObjects] nesection]④点 [Close]3345①点击[ScalarScene1]> yers]>1ScalarField] [Function][Pressure](Pa)]323112

[ScalarScene1]>[Attributes][Light][HeadLight]123

①选 上的图标[Save-Selectviews][RestoreViewView1]3-6-3．同时显示多个设定多个结果画面同时显示 ①鼠标左键单击住视图窗口中Scene1]1②拖拽到图示的 域内，放开鼠标4233-7．执行计本节对计算的执行方法进行说明3-7- 3-7- 设定工程数据（飞艇船舱后方指定点的压力3-7- 3-7- 3-7- 3-7- 3-7- 3-7- 退出STAR-3-7-1．计算终止Criteria umSteps]1②在属性窗口中更改[ 1223-7-2．设定工程数据（飞艇船舱后方指定点的压力 [DerivedParts]1 [NewPart]Probe]>[Point...][CreatePoint]窗口中的[Point]Point 3④选中[Dis y]>[NewGeometry34⑤点击[Create]4[Close]5656 [Reports]⑧点击[NewReports]> 78 um1]⑫在[SelectObjects]面板中选择[point]⑬点 按钮⑭点击[Close]⑮在属性窗口的Scalar下拉菜3-7-3．显示所设定的工 [Reports um1][CreateMonitorandPlotfromReport] um1Plot]，点击[Open]。④视图窗口中显示出 um1Plot]3343-7-4．使用所设定的工程数据作为计算终止的 1 ②点击[CreatefromMonitor]> um1Monitor]。③点击 Criteria]> umMonitorCriterion]CriterionOption下拉菜34⑤点击树状模拟管理窗口中的[StopCriteria]>[ um1MonitorCriterion]>[AsymptoticLimit]。5[Number5Samples]项的值为[100]7

3-7-5．执行计①点 12②[Residuals]窗口会自动打开，计Tips．执行计算时的相3-7-6．重新生成网格 [Mesh]，选择[SelectModels]MeshingModelSelection反选[PrismLayerMesher]2 [PolyhedralMesher][Trimmer]4[PrismLayerMesher]5[Close]566341

①点击树状模拟管理窗口中的[Mesh]>[ReferenceValues]>[ umCellSize]>[RelativeSize]。[Percentageof项的值为[50]③点 Mesh]Trimmed3-7-7．再次执行执行Restart计算。如果已经有计算结果，会自动执行Restart计算①点击树状模拟管理窗口中 Criteria]> umSteps] umSteps][250]③点 上的图22Tips．清除11[SolutionClear②[ClearSolution]23③点击[Yes]23443-7-8．退出STAR-1

[File]Exit]② [Save]若不保存模拟文件，选择[DiscardAll]233-8.使用流线(Streamline)进行3-8-1．制作飞艇周围的压力读入airship_post.sim①启动STAR-CCM+Windows操作系统，双击STAR-CCM+Unix/Linux操作系统，输入以 %STAR-CCM+启动完成之后，点击主菜单[File]>[LoadSimulation]。③[Load ④选择[Serial]⑤点击[Browse…]67⑥选择[airship_post.sim]67⑦点击[打开][File]栏里确认airship_post.sim[OK]，读入airship_post.sim889利用前面作过的截面压力云图的ScalarScene[ScalarScene1] yers]>[Scalar1] [Parts]，选择[Edit]Partswing1，wing2，wing3，wing4点击[OK]2333-8-2．制作流线 树状模拟管理窗口中的Parts]，点击[NewPart]Streamline…][CreateStreamlineSeedMode[PointSeed] [SeedPosition](X,Y,Z)=3[SeedRadius]栏中填入[10] ⑤选中[Dis y]>[NewStreamline 5

[Create]Streamline[Close]将流速映射到流线(Streamline)12

[<SelectFunction>][VelocityMagnitude](Streamline)31234

①点击[ScalarScene1]>[Dis yers]>[StreamlineStream1]。[width]的值为0.2[Mode]设定流线的动画 ①点击[ScalarScene1]> yers][StreamlineStream1Animations][AnimationMode] 中选择[Tracers]③点击[Dis yers]>[StreamlineStream1]>[Animations]>[StreamlineSettings]，填2Cycletime(sec)Taillength2

Delaybetweentracers(sec) Head 3

①点击 Tips!控制动[stop]：停[SingleStepforward]：前进一帧[SingleStepbackwards]：后退一帧Tips．动画输出动画 注：在输出动画之前，至少要点击过一次STAR-CCM+ 动画按钮 y)，确认过之后再输出[WriteMovie](参数说明请参③Writinganimationfile: 停止按钮来终止。 动画输出参数说明 2345[FrameRate][StartTime]动画开始时[AnimationLength][Size]⑤[Movie>[AVImove]输出AVI格式的动>[DirectoryofPNG将每帧动画以PNG格式 Chapter4散热板的流固耦合换 分割10.4-1．模拟概本节将说明4-1- 4-1- 4-1- 4-1-1．模型概框体框体内流体区出散散热0-1200秒0-1200秒为1200秒以后固体间热阻(热阻(发热基基4-1-2．模型尺3 单位※1个流体区域、3个固体区域分别为stl4-1-3．物性参密粘性系※固体的物性参数：使用用户自定义的数4-2．模型建本节介绍模型的建立方4-2- 启动STAR-4-2- 导入surface文4-2- 4-2- 4-2- 4-2- 4-2-1．启动STAR-STAR-CCM+启动步11

①STAR-CCM+2345：双击2345UNIX/LINUX：输入命令：starccm+（回车②STAR-CCM+启动，点击主菜单[FileNew③点击[CreateaNewSimulation]④选择[Serial]⑤点击[OK]4-2-2．导入surface文1[File]ImportSurface]12②在弹出的[打开]STL文件，单击[打开]③[Units]选择mm④点击[OK]34-2-3．模型确1234455

①点 ②点击7次 ③点 上的图标[ResetView]④点 SelectviewsStoreCurrentView]⑤点击 Selectviews]>[RestoreView]可以看[RestoreView]中选择需要恢复到的132①点击[Geometry1321Geometry1]②在[Properties]窗口中勾选[Mesh]为[ON]③流体和固体域各自的4-2-4．网格生成【SurfaceWrapperPoly+因为表面数据导入之后流体和固体部分的Region没有分开，故在Remesher4-2-5．网格模型 [Continua]Mesh1]，选择[SelectMeshingModels…]。1[MeshingModelSelection]22

236541236541[EnabledMeshingmodels][VolumeMeshMesher][OptionalMeshingmodels[PrismLayerMesher][Close]4-2-6．网格参数为了选择合适的基本尺寸，先测 长度①选择合适的视角，放大显 ②点 的[MeasureDistance]③单击选择两点，测量模型 ④选 宽度的1/5（6[mm]31313[Continua]Mesh>[ReferenceValuesBaseSize][Value]项输入：Value6mm[ContinuaMesh>[ReferenceValuesPrismLayerThickness[RelativeSize]。[PercentageofBase]PercentageofBase15.024244-3．物理模型本节介绍物理模型（PhysicsContinuum）的设定4-3- 4-3- 4-3- 4-3- 4-3- 4-3-1．流体物理模型设新建Physicscontinuum12

[NewPhysicsContinuum] [ContinuaPhysics1]34[Selectmodels…]PhysicsModelSelection551344

①选择[SpaceTreeDimensional]②[EnabledPhysicsmodels]2③选择[MotionStationary]④选择[MaterialSolid]⑤选择[OptionalPhysicsModels[SegregatedSolidEnergy]55[EquationofState[TimeImplicitUnsteady]7[ViscousRegimeTurbulent]889[Turbulence]K-Epsilon9[OptionalPhysicsmodels[SegregatedFluidTemperature]⑪确认设定，点击[Close]SegregatedFluidTemperatureFluidEnthalpy。4-3-2．流体物性1确认[Physics1ModelsGas1[Air]4-3-3．固体物理模型设同流体一样，新建Physicscontinuum 选择[NewPhysicsContinuum] [Continua]Physics2]4选择[Selectmodels…]打开PhysicsModelSelection551234512345

选择[Space]Tree②[EnabledPhysicsmodels]选择[MotionStationary]选择[MaterialSolid]选择[OptionalPhysicsModels[SegregatedSolidEnergy]6[EquationofState6[TimeImplicitUnsteady]7[Close]7884-3-4．固体物理模因为固体物性有3个，且设定条件大部分相同，故其它可以直 1122Continua建立固体的[PhysicsContinua] [Physics2]的设定，然后粘贴到其他的[PhysicsContinua]Tips.设定的CtrlCtrl+Ctrl+4-3-5．固体物性[Physics2][board]② >[Al]

[board]>[Models]>选择[_AddProp_Garaepo]233Tips.添加物STAR-CCM+的安 下，“props.dbs”为物性的数据库文件MolecularName,GenericName（S）例） 参考温 密 比 热传导Tools>Materials>ReloadMaterialDatabase…载入定义的物性4-4．Region的分本节说明Region模型设定和Region分割方4-4-1.Region分割的概4-4-2.merge重复的4-4-3.删 的 、出口、其它4-4-5生成Feature4-4-6.Region的分4-4-7.Region模型设4-4-8.保存4-4-1．Region分割的概STAR-CCM+可以通过采用“SplitbySurfaceTopology”功能来分割region，本算 的boundary合并4-4-2．Merge31Merge前，Boundary存在多个多2Boundaries [Merge选择[Intersect]

Merge之后网格连4-4-3．删 的删 边界的前期准备213[case]和[chip]，选择右键菜单中的[SplitByAngle][case]和[chip]，并输入[Angledegrees)][80] [Boundaries]，选择[Refresh]，按名称重新排序54 [case11]，选择[SplitByFeatureCurves][FeatureCurves]中，追加[Edgefromintersection]到右侧，点击[Apply] Chip两侧sink和board的一部分和board及case的一部 7boundary中选择[case112]、[chip]、[chip2] 4-4-4．Boundary设定 、出口、其它 设定，将[case_in]定义[VelocityInlet][case_out] [PressureOutlet]15354③复选[case_in]、[case_out]以外的case边界 ④复选[chip]边界 ⑤Boundary [RegionsRegion1Feature[NewFeatureCurve 2在不使用SurfaceWrapper的情况下，对于弯343456

[MarkFeatureEdgeOptions]面板Boundary[Apply][Close]774-4-6．Region [Region1]，选择[SplitbySurface[SplitRegionOptions]面板中点击[OK]1224-4-7．Region模型设Region[ContinuaPhysics1][Regionscase]，粘贴物理模型Boundary

Ctrl+ 13Ctrl+4-4-8．保存模1212[File]中选择[Save][heat_sink]，点击[保存]4-5．设置计算计算条件设4-5-1．Boundary条件设定设 湍流条件

[case_inPhysicsConditions[TurbulenceSpecification][Method]中选择[IntensityLengthScale]1235[case_inPhysicsConditions[TurbulenceIntensity]35[Value]中输入[0.03][case_inPhysicsConditions[TurbulenceLengthScale]4湍流强度4湍流强度涡的尺圆形边界4×边界条件面积／边664-5-2．Boundary条件设定（inlet随时间变化该模型 在在FieldFunction中实现从0到1200秒为0，随后速度为0.1的表($Time<1200)?0:生成速度随时间函数的FieldFunction [ToolsFieldFunction][New][UserFieldFunction1][Dimensions]的[…]按钮2[Length中输入[1]，[Time中输入[-1][Definition]栏中输入[($Time120000.1]3454用做好的FieldFunction设 [case_inPhysicsValuesProperties面板中的[Method]变更为[Field[VelocityMagnitude]下的[FieldFunction] [ScalarFunction]中选择[UserFieldFunction1]8794-5-3．Boundary条件设定12[case_outPhysicsValuesStaticPressure]>[Constant]12Properties中的Value为[0.0Pa]4-5-4．Region条件设定（固体热源 13STAR-CCM+使用的发热量为单位体积的发热量，所以要对应转换13[chipPhysicsConditionsEnergyProperties面板的EnergySourceTerm[chipPhysicsValuesEnergySource[Constant]CHIP的体积为1200e-9m3]，发热量为1.0[W]，转换244-5-5．Interface条件设定（热阻抗定义 和加热元件间的热阻抗[sink]>[Boundaries]> [Copyofsink2]2[Copyof③点击[Interfaces]>[sink2]> ][Constant]积热阻为0.0002[m2K/W]。把Properties中的Value更改为[2E-4]4-6．非定常计本节介绍计4-6- 4-6- 4-6- 4-6- 4-6-1．时间步设1212Tips．Courant标准的kε湍流模型该值在100※Courant数根据分析条件可能 Report] ②点击[Reports]> um1]1Properties面板中的[Scalar] [ConvectiveCourantNumber]3 [Reports um1]，选 [CreateMonitorandPlotfromReport] [Plots]>[ um1Plot]，选5664-6-2．松弛因子12[SolversSegregatedEnergy]12Properties面板中的[SolidUnder-4-6-3．追加计算结束追加「X方向流速残差」、「能量残差」为计算结1 [CreatefromMonitor]・[X-・33 ①点击 Criteria]的[EnergyCriterion][X-momentumCriterion]Properties面板中的[LogicalRule]为[And][EnergyCriterionMinimumLimit][X-momentumCriterion]>[MinimumLimit]。2Properties面板中的[MinimumValue]3[0.1]344-6-4．计算结束条件设定（非定常1

①点击 Criteria]> um ②确认Properties面板中的[MaxInnerI Inner tion是各个时间步内的迭代步如果这个值比较小，有可能迭代完了内部迭代步数，接下来2进行下一个时间步的2 3566

③点击 Criteria]> umProperties面板的[MaxPhysicalTime]中输入⑤点击 Criteria]> umSteps]44-7．网格的生本节说明网格4-7-1.Interface的边界层网格4-7-1．Interface的边界层网格设1212[Interfacesboard2MeshConditionsInterfacePrismLayerOption]Properties面板上勾选[GrowPrismsfromInterface]Interface4-7-2．多面体网格的生1

①点击 [GenerateVolume2Remeshed Polyhedral4-8．结果的显示设 4-8-14-8-2结果显示(速度矢量图4-8-34-8-4结果显示(温度云图4-8-5结果显示(固体温度云图4-8-74-8-8.非固 创建/打开MeshScenes

4-8-1．截面设选 的图标[Create/OpenScenes]1打开[MeshScene1]22466

577View:LookDown>–Y>

[DerivedParts]选择[NewPart]>[Section…]> 在[CreateSection]面板的[ origin[x,y,z]=normal[x,y,z]=确认 点击[Create]881 [MeshScene1]>[Dis yers[Mesh]，选择[ToggleVisibility]。 ②选择[MeshScene1]> yers][SectionGeometry1]Properties面板中的[Mesh]34344-8-2．结果显示设定（速度矢量图123

单 的图标[Create/OpenVector]打开[VectorScene]选择[VectorScene1]> yers][Vector1]Mode]为[Tangential]Velocitym/s)]54534345点击[VectorScene1]> yers]>1Parts]1从[SelectObjects]面板中选择 nesection]1 点击[Close]24-8-3．模型半透明点击[VectorScene1]> yers]>[Outline]..23

12①选 的图标[Save-12Selectviews][RestoreViewView1]4-8-4．结果显示设定（温度云图1①点 1[Scalar]③选择[ScalarScene1]> yers]>[Scalar1]2④选择Properties面板的[ContourStyle]下拉菜 为[SmoothFilled]41

①选择[ScalarScene1]>[Dis yers]>[Scalar1]>Properties窗口中点击[Parts]③从[SelectObjects]面板中选取 3345④点 [Close]

1①点击[ScalarScene1]> yers]>1ScalarField]③视图窗口中的标尺栏更改为(K)]2 323 [ScalarScene1[Attributes]>[Lights]。[HeadLight]121

①选择[ScalarScene1]> yers]>[Outline]Properties面板上选中[Surface]③点击233

12① 中选择[Save-Restore-12[RestoreViewView1]4-8-5．结果显示设定（固体温度云图①点 中的图标[Create/OpenScenes]>[Scalar][ScalarScene]23③选择[ScalarScene2]> yers]>[Scalar1]23Properties面板的[ContourStyle]下拉菜单中选择[Smooth441

①点击[ScalarScene2]> yers]>[Scalar1]>[Parts]Properties窗口中点击[Parts][SelectObjects]面板中，选取[boardboard2[chipchipchip]]，[sinksinksink]]④点 2[Close]234511

①点击[ScalarScene2]> yers]>1ScalarField][Temperature323①点击[ScalarScene2]> yers]>[Outline1] Properties面板上选中[Surface]Properties面板上的[Opacity]内容框并输入Value[0.2]2231①点击[ScalarScene2]＞[Dis yers]>[Scalar1]>[Scalar1Properties面板上取消对[AutoRange][Min]、[Max]==[Clip]42423112

[ScalarScene]>Lights][HeadLight]

12① 中选择[Save-Restore-12[RestoreViewView1]4-8-6．获取固体平均温度的 树状模拟管理窗口中的[Reports][NewReportVolumeAveraged]1[VolumeAveraged1]重命名为[sink]233Properties面板上的[Scalar][Temperature] Properties面板上的[Parts]，选择为[sink]5 [Reportssink]，选择MonitorandPlotfromReport]6[MonitorssinkMonitor]7Properties面板上的[Trigger]为[TimeStep]789 [PlotssinkPlot]，选择93454-8-7．窗口文本显3451[VectorScene1]1Properties面板上的[Annotations]③从[SelectObjects]面板中选取 ④单 [close]①选择[Tools]>[Annotations]> tion]Properties面板上的[Height]框中输入值[0.1]2 24-8-8．非定常显示输出[ScalarScene2Attributes②在Properties面板上的[Update [FileFormat]为[png]1[OutputFrameToFile]2[OffscreenWidth]的值为 [OffscreenHeight]的值为[400]454-9．执行本节说明计算的执行方4-9- 2

4-9-1．执行计

①将不同的视图窗口②点 1

Tips．更改1[Temperature(K)]122附APPENDIXBAPPENDIXCAPPENDIXD:FieldAPPENDIXEAPPENDIXFAPPENDIXHAPPENDIXI把STAR-CDver3.2的数据传递给STAR-把STAR-CDver3.2的数据传递给STAR-+从pro-STAR中输出【ccm】文件，通过【NGEOM】命令输出【ccm】文件NGEOM输出文件名模型放大系数NGEOM,star,0.001,ccm+边界边界出出口边边界[FileImport]②弹出[打开 ⑤弹出[ImportMesh [OK]2534677以输入到STAR-CCM+STAR-CDver4中，但不能传递给STAR-CDver3.2。出出口边边边界12

[FileExport]②弹出[SaveTo [Save]4STAR-CD中读入数

5678STARGUIde的[Create5678GridsImportGrids]⑥选择[CCM][ImportGrid]输入99STAR-CCM+执行方式，串行计算，并行计算STAR-CCM+执行方STAR-CCM+执行方客户端是进行GUI操作的机器，而服务器是进行模拟计算或结果处理的机器（客户 服务串行计

实行计算或结果处理（CPU负荷比较高2-1．客户端和服务器在同一台机器[FileNewSimulation] ②打开[CreateaNew 框[Serial] ④点击[OK]342-2．客户端和服务器在不同机器[FileNewSimulation] ②打开[CreateaNew ③选择[Serial] [RemoteServer] [Remotehost]在[RemoteUser]中输入用户名4⑥点击[OK]56并行计

GUI操作（画面显示、分析条件设定等执行计算或结果处理（CPU负荷比较高如果机器拥有多个CPU，并且共享内存和硬盘的话，可以在同一台机器上运[FileNewSimulation]1②打开[CreateaNew 框[Parallel][RunallprocessesonCPU[OK]63-2．在其它机器上运行从进程和控制进3-2-3．指定机器（和从进程在不同机器上3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-1．控制进程在本123456

[FileNewSimulation]②打开[CreateaNew [Parallel][Specifyparallelhosts][Controlleronlocalhost][Host]在[#Proc]中输入使用的CPU的[OK]73-2-2．和从进程在同一台机 [FileNewSimulation] ②打开[CreateaNew [Parallel]3[Specifyparallelhosts] [Controllerona host][Host中输入机器在[#Proc中输入使用的CPU ⑦点击[OK]73-2-3．指定机器（和从进程在不同机器上 [FileNewSimulation] ②打开[CreateaNew [Parallel]3[Specifyparallelhosts] [Controlleronahost] [Host中输入机器在[#Proc中输入使用的CPU ⑦点击[OK]7APPENDIXC数据文件121．边界数据输 [Tools]>[Tables]>>[XYZInternalTable][XyzInternalTable1]1234[XyzInternalTable1]34④点击[Scalars]项 ⑥选择要输出的数据，点 [OK]567567[SelectOptions] ⑪点击[Close]998 [Tools]>[Tables]>InternalTable1]，选择[Extract] [Tools]>[Tables]>InternalTable1]，选择[Export] ⑭弹出[SaveTableTo EXCEL打开确认1STAR-CCM+中确认12

[Tools]>[Tables]>[XyzInternalTable1]，选择[Tabulate]。[PlotTabularData]面板输出的数2．监测数据输度1 [Monitors1[保存]23APPENDIXD:FieldFieldFunction得 和出口的压力损得 和出口的压力损用FieldFunction功能来求 通过FieldFunction出口边出口边

Scalar：温度、压力Vector：速度、应力等矢量可以任意定义用户需要的FieldFunction可以使用已有的FieldFunctionScalar值 如何取Scalar值：温

ScalarScene标尺栏上的名11FunctionName232311如何取Vector值：速

VectorScene标尺栏上的1FunctionName，速度的三1231231Java程序中可以使用下面的一些功能函 [Reports]1[NewReportMassFlow [Rename…]，将名称修改为Pin和Pout456

PinScalar选择Parts选 Units选为Pin通过FieldFunction新建FieldFunction [FieldFunction]，选择新建一个[FieldFunction] 称更改为dP234设置FieldFunction34

Properties里的FunctionName也定Properties的[Dimensions]选项中定量纲，在Pressure里输入[1]，点击55⑥在定义函数dP之前，先要确认在 压力平均值是否已经在FieldFunction认各自在Properties中FunctionNamedP的PropertiesDefinition选项 ，打开⑧在Definition面板中输入如下 88生成Plot [Reports]②选择[NewReports]> um]③设定[ um1]的属性值如下：Parts为相应的Units为34

[Reports um1] [CreateMonitorandPlotfrom [Plots]> umMonitorPlot]，选择[Open]6APPENDIXE表面修复功 [Representations]>[RemeshedSurface]，选择[Repair[SurfaceMesh[SurfaceMeshDiagnostics]1Surface]进行修2SurfaceErrors① 1. 2. 3. 4. 5.①②③④⑤①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭

Merge节SelectionControl面板

② ⑤ ② ⑥

扩大选择范围扩大选择范围（指定范围缩小显示范围表面修复表面修复实例1（SurfaceRepair面板①－③）①②③①②表面修复实例1（SurfaceRepair面板④－⑦） 表面修复实例1（SurfaceRepair面板⑧－⑩）⑧⑨⑩⑧⑨表面修复实例1（SurfaceRepair面板⑪－⑫）⑪remesh⑫remesh表面修复实例2修修改表面修复实例