欢迎各位踏入CFD的大坑！
本文是作者专为各位刚刚下载STAR-CCM+的科研小白准备的STAR-CCM+ 简介，也是作者根据亲身经历和各类教材总结的一个比较完整的CFD算例计算过程。
本文第一部分解释了几个软件中常用的术语，第二部分介绍了CFD算例的标准流程，包括前处理、生成网格、选择模型、后处理等内容，希望能对大家有所帮助！
• 术语
o Parts几何
• 物理空间内对几何的定义：表征几何模型的实际尺寸和形状，可以是Geometry Part或者Derived Part
o Region 区域
• 计算域：三维空间的体与二维空间的面，不一定连续，通过共形网络进行离散，包含了相互连接的面、单元和节点
o Boundary 边界
• 计算域的外表面，可以是物理边界（Wall、Inlet、Outlet）或者连接计算域的表面（交界面）
o Interface 交界面
• 在不同的Region之间传递质量和能量，内部交界面传递质量和能量（流体域之间），接触交界面只传递能量（流体固体之间）
o Continua 连续体
• 代表在指定计算域上激活的一系列物理计算模型（指定固体/液体/气体等）与网格模型
• CFD流程简介
o 导入表面
建议在solidworks等专业建模软件中预先建好流道模型，另存为**.x_t**格式，再导入至STAR-CCM+中进行后续操作。
o 修复表面
- 检查漏洞
软件自带检查漏洞工具 - 手动修复
parts->Repair surface 进行检查
o 定义边界条件
• 分割导入的表面，划分并命名边界-split by patch按块分割
• 从几何与他的表面创建相关的区域和相关的边界-assign parts to regions分配到域
• 设定边界类型-属性栏type
o 设置网格模型及参数
• 新建网格，进入网格生成器，自动划分网格
• 常用网格类型：
- 四面体网格
• 对几何变形敏感，在计算区域的边角部位计算不准 - 多面体网格
• 有更多相邻单元，梯度计算和当地流动状况预测更准
• 对几何变形没有四面体敏感
• 对存在回流的流动，多面体的计算精度甚至超出Hexa网格
• 对网格数量要求少，只需四面体网格数的1/4即可保证精度，同时收敛速度、趋势优于四面体网格。 - trimmed网格-切割体网格
• 保证计算精度 - 自定义网格，仅在特定表面上修改网格设置
o 生成网格
• Apply Representation观察网格
• 加密网格
- 新建block作为网格加密控制区
- Continua->mesh 1->Volumetric Controls->Volumetric Control 1->Mesh Conditions->Trimmer 选加密
- Continua->mesh 1->Volumetric Controls->Volumetric Control 1->Mesh Values->Custom Size-> Relative Size 设置加密程度
• 生成体网格，注意事项：
- 根据雷诺数、局部最大马赫数和局部最大库朗数调节网格密度；
- 流道前后可以采用拉伸网格，为流动的发展预留充分空间，一般流道前拉伸20倍水力直径，流道后5倍水力直径；
- 先确定网格大小再确定求解时间步长
• 检查网格质量：Mesh->Diagnostics
- 体积变化率（Volume Change Ratio）
• 小于1*10^-5的体网格应该进行处理 - 面网格质量（Face Validity）
• 一般要求0.8以上 - 体网格质量（Cell Quality）
• 1.0最好
• 一般>1.0*10^-6
o 设置物理模型与参数
根据实际情况选择定常或非定常计算
采用不可压缩流体可以使计算速度更快
o 定义求解器参数
• Segregated Flow-分离式求解器
不可压缩/低马赫数压缩
• Coupled Flow-耦合式求解器
高速可压缩流体
o 后处理
常用的后处理方式有：
• 标量云图
• 矢量图
• 流线图
• 衍生体
• 报告
如果想要了解特定截面处的网格情况或标量情况，可以新建衍生零部件进行查看。
还可以利用工具栏中的表导出流道中的相关数据（速度场、压力场、温度场等）进行后续分析。
o 运行分析
点击Run（工具栏里跑动的小人）监视残差曲线，一般来说残差数据在0.001以下就可以认为收敛情况比较理想。