指定旋转相关时间步和交界面在重复角度处缓存

在旋转体的非稳态模拟中,根据旋转角度定义时间步是有益的。在模拟的第二阶段,指定对应于 6° 旋转角的时间步。螺旋桨旋转一圈需要 60 个时间步。

要加速进行非稳态阶段,可应用边界交界面缓存。边界交界面缓存根据旋转角度(缓存记录)存储相交数据,以在新的旋转中重复旋转角度(缓存命中)时可以重复使用数据。
起始模拟文件已包含旋转的以下预定义全局参数:
参数 类型 单位 值
rotationRate(每秒转数) 标量 无量纲

指定不使用单位 rps 的转数可避免不必要的单位转换。

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twoPi (2п 的数学表达式) 标量 无量纲 8*atan(1.0)
要计算与旋转角度关联的时间步,需要额外定义两个参数:
  • 每转的步数 nsteps
  • 时间步 dt
  1. 要创建参数 nsteps:
    1. 右键单击自动化 > 参数并选择新建 > 标量。
    2. 将标量重命名为 nsteps。
    3. 选择 nsteps 节点,然后设置以下属性:
      属性值
      值60.0
      单位无量纲

      该值指示一转的分布范围是 60 个时间步。每个时间步对应 6° 旋转角度。

  2. 要创建参数 dt:
    1. 右键单击自动化 > 参数并选择新建 > 标量。
    2. 将标量重命名为 dt。
    3. 选择 dt 节点,然后设置以下属性:
      属性值
      值1/(${nsteps}*${rotationRate})
      单位时间
确保当前活动阶段为 Stage 2。
  1. 选择求解器 > 隐式非稳态节点,并将时间步设为 ${dt}。
在 Simcenter STAR-CCM+ 中,使用全局参数设置属性值通常很方便。对于运动定义,可以使用预定义参数 rotationRate(每秒转数)。稍后,如果要使用不同的旋转速率运行模拟,只需修改该参数的值,无需修改任何其他设置。

由于 Simcenter STAR-CCM+ 仅接受以 rad/s 为单位的旋转速率值,因此将预定义旋转速率乘以 2pi:

  1. 选择参考坐标系 > 旋转节点,然后将旋转速率设为 ${rotationRate}*${twoPi}。
  2. 选择运动 > 旋转 > 旋转速率节点,然后将旋转速率设为 ${rotationRate}*${twoPi}。
边界交界面缓存仅适用于静止区域与旋转区域之间的滑动交界面。交界面必须具有基于指标的连接类型。
  1. 选择交界面 > 旋转区域/静态区域节点,并将连接设为基于指标。
  2. 要激活内部交界面的边界交界面缓存:
    1. 选择交界面节点,然后激活边界交界面缓存。
    2. 选择旋转区域/静态区域 > 物理条件 > 边界交界面缓存节点,然后激活启用。
缓存不会通过清除求解清除。要在出现新的旋转条件时清除过时的缓存记录:
  1. 对于每个交界面,右键单击交界面 > 旋转区域/静态区域节点并选择清除交界面缓存。
  2. 保存模拟。