设置网格

默认网格设置基于典范做法,可确保用最小网格单元数达到非常高的求解精度。因此,在大多数情况下,可以保留默认设置。但是,如果由于网格分辨率不足遇到收敛问题,或者如果要提高精度,则可以编辑网格设置。

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用正交延伸网格单元在入口和出口边界处自动延伸体网格。可以根据需要编辑这些拉伸参数。请注意,网格拉伸仅适用于平面入口和出口边界,不适用于弯曲边界。

在运行模拟期间,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 根据某些重构标准重构几何,以确保所有曲柄角度的良好网格单元质量。这些重构标准还基于典范做法,因此适用于大多数情况。但是,如果需要,可以更改标准。

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 定义静态、动态和临时网格细化区域,以确保所有曲柄角度位置的网格质量良好。对于包围阀门挡板交界面的临时网格细化区域,可以修改用于激活区域的准则以及区域中的棱柱层厚度。

还可以创建附加网格细化区域,以准确捕获发动机特定区域中的流现象。但是,与预定义网格细化区域相比,自定义控制不能随阀或活塞移动。可以在选定表面上和体积区域内自定义网格。如果要自定义体积区域内的网格,首先要创建一个封闭相关区域的几何,然后设置体积控制。可以在整个模拟期间或指定的时间间隔内启用自定义控制。

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 将网格自动生成为模拟运行的部件。但是,如果要在运行模拟之前生成并检查网格,则可以这样做。

要设置网格:

  1. 要编辑默认网格设置:
    1. 右键单击网格节点,然后选择编辑网格设置。
      网格节点上的警告三角形 () 指示仍必须生成网格(在定义设置和任何自定义控制后)。
    2. 在编辑选项卡上,根据要求定义以下全局网格和边界层设置:
      • 层数(仅适用于气缸扇区模型)
      • 基础尺寸
      • 最小尺寸
      • 锐边角(度)
      • 棱柱层
      请参见网格参考。
      例如,减小基础尺寸会缩小气缸核心目标网格单元的尺寸,从而提高网格分辨率和求解精度。但是,这种求解精度的提高也会增加计算成本。
    3. 要提交对默认网格设置的更改,单击应用。
  2. 要编辑拉伸参数:
    1. 在拉伸组合框中设置以下属性:
      • 厚度
      • 层数
    2. 如果要禁用网格拉伸,将拉伸 I/O 边界设为关。
    3. 单击应用。
  3. 要编辑重构标准:
    1. 在重构准则组合框中设置以下属性:
      • 基本准则
      • 网格单元偏斜准则
      • 坏变形网格单元准则
      • 有效的面准则
      有关更多详细信息,请参见网格参考 - 重构准则。
    2. 单击应用,然后单击关闭。
    3. 如果要在发动机部件表面的特定面气缸 > Default : Gases(默认:气体) 或 Intake/Exhaust Valve [n](进气阀/排气阀 [n]) > Default : Solids(默认:固体) 上自定义网格,首先将这些面分隔成其自身的发动机部件表面。请参见分割发动机部件表面。
    4. 要设置特定发动机部件表面上的自定义网格设置:
      1. 右键单击网格 > 自定义控制节点,然后选择新建 > 表面控制。
      2. 在编辑对话框中,将表面设为对应的发动机部件表面,然后根据需要更改网格设置。请参见网格参考 - 表面控制。
      3. 单击应用,然后单击关闭。
  4. 要修改激活临时网格细化区域的准则以及区域中棱柱层厚度:
    1. 右键单击参数节点,然后选择编辑。
    2. 在编辑对话框中,设置下列属性:
      • VCI LCT 启用值 - 默认情况下,当相应阀的阀门升程小于 5 倍闭合容差时,细化区域将变为活动状态。“VCI LCT 启用值”用于指定此倍增因子。
      • VCI 棱柱层厚度 - 区域中棱柱层相对于基础尺寸的厚度。
    3. 单击关闭。
  5. 要定义其他网格细化区域:
    1. 创建任意三维体形状。请参见创建几何。
    2. 右键单击网格 > 自定义控制节点,然后选择新建 > 体积控制。
    3. 在编辑对话框中,将部件设为已创建的构建几何,然后根据需要更改网格设置。
      默认情况下,始终应用自定义控制 - 从指定起始角直到模拟结束。
    4. 如果要仅在指定时间间隔内应用自定义控制:
      1. 在随时间变化的网格细化组合框中,单击添加时间细化。
      2. 设置以下属性:
        • 时间点(开始)
        • 时间点(结束)
        • 仅首次循环

      对于时间点(开始)和时间点(结束),可以引用各种参数并组合各种时间单位,如 s 和循环时间单位 degCA。可以根据需要添加多个时间优化。

      示例:下表列出了具有燃料喷射和火花点火功能的四冲程发动机的三个体积控制及其时间细化:

      体积控制 1时间点(开始)时间点(结束)细化区
      火花塞细化699.0 degCA750.0 degCA

      体积控制 2时间点(开始)时间点(结束)细化区
      排气阀细化

      (从排气阀 1 打开前 5 degCA 到关闭后 5 degCA)

      ${Exhaust Valve 1 : EVO} - (<5 degCA> - <0 degCA>)${Exhaust Valve 1 : EVC} + (<5 degCA> - <0 degCA>)

      其中:

      • ${Exhaust Valve 1 : EVO} 为排气阀打开 (degCA)。
      • ${Exhaust Valve 1 : EVC} 为排气阀关闭 (degCA)。
      • (<5 degCA> - <0 degCA>) 指定 5 degCA 时间间隔。
      体积控制 3时间点(开始)时间点(结束)细化区
      喷射器精调

      (从喷射开始前 1 degCA 至喷射结束后 10 degCA)。

      (${Injector : Start of Injection} - ${Start Angle Internal})/$RPM - (<1 degCA> - <0 degCA >) + ${Cycle Length : degCA}*${Cycle Number}(${Injector : End of Injection} - ${Start Angle Internal})/$RPM + (<10 degCA> - <0 degCA>) + ${Cycle Length : degCA}*${Cycle Number}

      其中:

      • (${Injector : Start of Injection} - ${Start Angle Internal})/$RPM 将喷射开始从度转换为 s。
        其中:
        • ${Injector : Start of Injection} 为喷射开始(度)。
        • ${Start Angle Internal} 为指定起始角度(度)。
        • $RPM 是以转/分钟为单位的指定旋转速率。
      • (<1 degCA> - <0 degCA >) 指定 1 degCA 时间间隔。
      • ${Cycle Length : degCA}*${Cycle Number} 每个循环,增加一个周期的长度 (degCA)。
      • ${Injector : End of Injection} 为喷射结束(度)。
      • (<10 degCA> - <0 degCA>) 指定 10 degCA 时间间隔。

      在所有发动机循环的指定时间间隔内进行体积控制,从而产生以下随时间变化的网格细化:



    5. 要删除指定时间间隔,右键单击相应行,然后选择删除时间细化。
    6. 单击应用,然后单击关闭。
  6. 要手动生成网格:
    1. 在网格生成工具栏(请参见工具栏参考)中,单击 (生成体网格)
      网格生成的进度将显示在输出窗口中。进度完成后,网格图标上的警告三角形将消失。
      注如果在网格化进度完成后更改网格设置,则警告三角形指示网格不再是最新的,需要重新执行。