分析曲面的参数化定位

在旋转体(如涡轮机)的案例研究中,典型的后处理要求是呈现相对于域边界表面以参数方式定位的表面或分布的相关数据并对这些数据进行绘图。电池电芯设计的一个常见要求是绘制特定物理量在负极涂层、隔膜和正极涂层厚度上的变化。

在 Simcenter STAR-CCM+ 中,参数化是为了在域中实现参数化定位而创建的对象。每个参数化都会生成一组场函数,用于创建衍生部件表面或分布,其位置是以参数化方式确定的。然后,可以在场景和绘图中使用这些参数化定义的衍生部件或分布。用例包括:

  • 例如,用户可能希望查看轮毂和罩体之间正好在中间位置的表面上的总压力,或者可能希望绘制给定切面上两个叶片表面的压力图。
  • 在电池设计中,用户可能希望使用轮廓图或集合图,更详细地研究感兴趣的区域或层与层之间的变化。需要为线截面定义原点和法向矢量,以使其垂直于叠层(层叠式电芯设计)或螺线(阿基米德电芯设计)。
Simcenter STAR-CCM+ 提供三种类型的参数化:

轴对称参数化

在 Simcenter STAR-CCM+ 中,可以计算作为轴对称旋流实体的涡轮机域的参数坐标。由于坐标系是轴对称的,因此它有一个基础圆柱坐标系。参数空间具有以下三个方向:

  • 子午面或流动方向 - 从域入口到出口,大致在基础圆柱坐标系的轴向上。
  • 展向方向 - 从内部域边界表面(轮毂)到外部域边界表面(罩体),大致在圆柱坐标系的径向方向上。
  • 圆周 - 绕圆柱坐标系的对称轴旋转。在此版本中,不会计算圆周方向的参数坐标。

由轴对称参数化生成的场函数列在参数化场函数中。

除了场函数外,轴对称参数化还创建轴对称嵌入转换(共形),可用于可视化的场景。

叶片参数化

叶片参数化为叶片表面提供参数化定位。参数化在叶片侧表面上的范围为 -1 到 +1(后缘→吸力侧→前缘→压力侧→后缘),以及在叶片宽度方向的范围为 0 到 1(叶根曲线→叶尖曲线)。

通过叶片参数化,可创建叶片载荷图,在单一展开图中显示吸力侧和压力侧。使用关联的转换,叶片参数化还可用于创建标量表面等值线图,以显示叶片的展开 2D 表面。

Simcenter STAR-CCM+ 可用于为一个或多个叶片创建叶片参数化。由叶片参数化生成的场函数列在参数化场函数中。

除了场函数外,叶片参数化还创建叶片嵌入变换,可用于可视化的场景。

电化学层 (ECL) 参数化

此参数化可用于电池电芯设计数据的后处理。ECL 参数化是为了表示正交空间中的电池电芯几何的各个层。结果是对应于三个正交方向(宽度、高度和厚度)的四个场函数以及化学活性层的索引。当前支持的几何为层叠式电芯和阿基米德螺线式电芯设计。有关可用选项的详细信息,请参见参数化对象参考。

除了场函数外,ECL 参数化还创建 ECL 嵌入转换,可用于可视化的场景。





叠放电池单元几何形状 阿基米德螺线式几何


作为参数化输入的不同电化学层的顺序