参数化对象参考

通过某些参数化对象,可计算轴对称旋转固体的参数,这些参数通常用于涡轮机应用场景,或用于一个或多个涡轮机叶片。其他选项则用于对电池电芯几何的电化学层 (ECL) 进行后处理。

此处引用的特定节点如下:

参数化节点操作

右键单击参数化节点时,以下弹出菜单项可用。

新建
从子菜单中添加轴对称几何或叶片几何。

[轴对称节点] 属性

此节点包含轴对称几何的方向参数子节点:经向(从入口到出口)、展向(从轮毂到罩体)和周向(绕旋转轴的方向)。

圆柱坐标系
指定与旋转域轴对齐的坐标系。请参见坐标系。
几何
选择参与参数化的几何部件或区域。在参数方向子节点中,只能从此处选择的部件或区域中选择表面。
可以选择仅将部分部件或区域分配给参数化,并为其他部件或区域创建更多参数化。
对于具有多个叶片排的涡轮机模型,部件或区域在同一参数化中必须连续。
计算网格分辨率
定义用于计算参数的 2D 常规网格的分辨率。对于恒定的圆周角 (θ),该分辨率在经向方向和展向方向(分别是第一个值和第二个值)中定义。该分辨率按行定义;因此,对于在经向方向有多行的域,计算网格在经向方向的总分辨率是用户提供的分辨率乘以行数。
在大多数模拟中,不太可能需要将网格分辨率从默认设置调整为其他设置。

[叶片节点]属性

此节点包含以下属性,用于为涡轮机叶片部件选择相连表面,以及关联的轴对称参数化。

对于后处理,叶片参数化仅在选为此对象输入内容的叶片表面上定义。如果显示的其他表面或衍生部件与叶片参数化输入内容使用同一区域,则显示值 0。

压力侧叶片表面
吸入侧叶片表面
轴对称参数化
前缘
尾缘

[ECL 节点]属性

此节点包含用于定义输入部件和坐标系,以计算电化学层 (ECL) 参数化的属性。通过子节点,可以指定定义涂层、集流器和隔膜的部件表面,以便对电池电芯分析进行后处理。

坐标系
指定用于电池几何定向的坐标系。根据电池电芯几何是层叠式电芯还是阿基米德螺线式电芯来选择坐标系。
  • 堆叠 - 基准或笛卡尔坐标系

    z 坐标与层叠方向对齐。[x,y] 的方位会影响计算的高度和宽度结果。高度对应于 y 方向;宽度对应于 X 方向。

  • 阿基米德螺旋 - 圆柱坐标系。

    z 坐标与螺旋轴对齐。原点位于螺旋内。

不正确的坐标系输入可能会导致参数化计算失败。

几何
选择参与参数化的几何部件或区域。在参数方向子节点中,只能从此处选择的部件或区域中选择表面。
电池单元设计几何体要求连接所有层。否则,计算将失败。
排除含极耳的部件
激活后,将排除名称中含有不区分大小写的 "tabs" 字符串的部件,从而帮助确保极耳数为偶数。
极耳的存在可能会导致参数化计算失败。
相邻边界的拆分角(度)
如果相邻边界的夹角大于此属性中指定的角度,则拆分这些边界。参数化使用该角度将层拆分为六条边,其中每条边与其相邻边的方向大约呈 90 度。
无法将层分割为六条边会导致参数化计算失败。

ECL 子节点

涂层属性
在电池电芯设计中,定义电解质导电层的负极表面和正极表面。
集流器属性
在电池电芯设计中,定义固体导电层的负极表面和正极表面。
隔膜属性
在电池电芯设计中,在隔膜属性中选择电解质非导电表面。

经向属性

对于经向(或流向)方向,选择流体从入口到出口穿过的表面。

最小值
标识流体进入参数化域时所通过的一个或多个边界表面。
最大值
标识流体离开参数化域时所通过的一个或多个边界表面。
交界面
选择一个或多个表面会在多行设置中定义行之间的交界面。每个交界面由一个行的出口表面及其相邻行的入口表面定义。

展向属性

对于展向(径向)方向,选择轮毂和罩体的表面。

最小值
标识构成轮毂的表面。
最大值
标识构成罩体的表面。

周向属性

指定绕旋转轴的 θ 方向。

在当前版本的 Simcenter STAR-CCM+ 中,尚未支持完整 360 度涡轮机的几何。因此,可以使用周期表面指定此方向。

最小值
选择用于定义下圆周边界的周期表面。
最大值
选择用于定义上圆周边界的周期表面。

参数化场函数

轴对称参数化

将为每个轴对称参数化自动生成这组场函数。提供的对象名称以名为轴对称 1 的轴对称几何节点为例。重命名轴对称几何节点时,这些场函数的名称会自动反映该更改。

函数 符号 范围 描述
Axisymmetric 1 M m [ 0 , ... , m max ⁡ ] 从入口到出口的弧长度。尺寸:长度。
Axisymmetric 1 M Normalized m ¯ [ 0 , ... , n ]

从入口到出口的标准化弧长度。无量纲。

n 为经向方向的行数。

Axisymmetric 1 M Prime m ′ [ 0 , ... , m ′ max ⁡ ] 从入口到出口的弧长度,使用逆半径 (1/ r ) 进行比例缩放。无量纲。
Axisymmetric 1 M Prime Normalized m ¯ ′ [ 0 , ... , n ]

从入口到出口的弧长度,使用逆半径 (1/ r ) 进行比例缩放和标准化。无量纲。

n 为经向方向的行数。

Axisymmetric 1 S s [ 0 , ... , s max ⁡ ] 从轮毂到罩体的弧长度。尺寸:长度。
Axisymmetric 1 S Normalized s ¯ [ 0 , ... , 1 ] 从轮毂到罩体的标准化弧长度。无量纲。

叶片参数化

将为每个叶片参数化自动生成这组场函数。叶片节点基本上映射到 2D 矩形,该矩形在一个方向的范围是 -1 到 1,另一个方向的范围是 0 到 1。提供的对象名称作为示例,来自名为叶片 1 的叶片几何节点。

函数 描述
叶片 1 前缘-后缘 从后缘处的 -1,穿过叶片的吸力侧到值为 0 的前缘,并跨过压力侧回到值为 +1 的后缘。
叶片 1 根-尖 从叶片根部的 0 到叶片尖端的 1。

电化学层 (ECL) 参数化

将为每个 ECL 参数化自动生成这组场函数。提供的对象名称以名为 ECL 1 的 ECL 节点为例。

函数 描述
ECL 1 高度 高度(方向从极耳处开始)
ECL 1 图层索引 使用数字标识每个电化学层(针对一对电极或电极三明治结构)。
ECL 1 归一化厚度 归一化厚度(从 [0-1] 归一化的层厚度,其中负收集器等于 0,正收集器等于 1)
ECL 1 宽度 宽度(垂直于长度的方向)