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Simcenter STAR-CCM+ 附带了一些加载项，可为特定工程应用的模拟提供专用方法 - Electronics Cooling Toolset和 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案。
Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案
Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案在 Simcenter STAR-CCM+ 中提供了一个简化方法来执行内燃机 (ICE) 的瞬态移动网格模拟。
Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 参考
Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 为对象树中的各种对象提供特定的右键单击操作和属性。
模型
以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的模型。

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加载项
Simcenter STAR-CCM+ 附带了一些加载项，可为特定工程应用的模拟提供专用方法 - Electronics Cooling Toolset和 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案。
- Electronics Cooling Toolset
  Electronics Cooling Toolset在 Simcenter STAR-CCM+ 中提供了一个简化的方法来模拟电子设备的热管理，从设计到求解分析全部涵盖在内。
- Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案
  Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 解决方案在 Simcenter STAR-CCM+ 中提供了一个简化方法来执行内燃机 (ICE) 的瞬态移动网格模拟。
  - ICE 机制
    内燃机的开发和改进源自缸内流的系统分析。Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 能够模拟在四冲程或二冲程循环中以稳定速度运行的往复式内燃机的缸内流。
  - 几何要求
    若要在 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中自动设置内燃机，导入的几何必须满足特定条件。这些条件涉及文件格式以及体和面的位置和名称。
  - 阀门运动
    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用阀升程曲线对阀运动进行建模。
  - 活塞运动
    要对活塞运动建模，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 需要有关发动机几何的特定信息。
  - 燃料喷射
    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 提供了预测内燃机进气运动（从燃料喷射到燃料蒸发、再到空气-燃料蒸汽混合）的方法。
  - 燃烧和点燃
    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 为模拟内燃机中的燃烧过程提供了有效方法。
  - 网格策略
    考虑到流体域内的各种流体特性，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用自动体积细化生成切割体网格。对于气缸扇区模型，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 会生成轴对称网格。
  - 求解分析
    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 可用于在模拟运行时和模拟完成后分析 ICE 模拟的求解。
  - Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 工作流
    要在 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中对发动机循环问题进行设置、运行和后处理，需要从上至下使用相关节点。
  - Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 故障排除
    如果在设置或运行 ICE 模拟时遇到问题，可以查看这些常见的问题情景，以获取有关如何继续操作的建议。此外，也可以查看支持中心门户上的知识库。
  - Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 参考
    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 为对象树中的各种对象提供特定的右键单击操作和属性。
    - 几何
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的几何。
    - 模型
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的模型。
    - 材料
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的材料。
    - 参数
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的参数。
    - 发动机
      以下右键单击操作和对话框适用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的发动机部件。
    - 操作条件
      以下右键单击操作和对话框适用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的操作条件。
    - 求解器
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的求解器。
    - 网格
      以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的网格。
    - 结果
      对于绘图、报告和场景，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 提供了 Simcenter STAR-CCM+ 中相应对象可用的一部分右键单击操作和属性。
    - 图形窗口 — 互动右键单击操作
      Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 为几何和发动机零部件提供了各种互动标注尺寸和定位功能。
    - 坐标系
      Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用多个坐标系来创建几何、定义活塞和阀运动、设置喷射器或进行后处理。
  - Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 公式

模型

以下右键单击操作和对话框可用于 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中的模型。

模型右键单击操作


对象	右键单击操作
模型	编辑打开一个对话框，可用于设置缸内时间模型和可选发动机模型。请参见模型选择对话框。如果未选择可选模型，可模拟电机驱动发动机试验台的气缸和端口内的流体和能量。默认情况下，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 运行未点燃内燃机的瞬态移动网格模拟。对单气缸的气缸和端口内的湍流和能量求解。
重力（仅当选择重力发动机模型时）	编辑打开一个对话框，可在其中设置重力加速度矢量。
液膜（仅当选择液膜发动机模型时）	编辑打开液膜对话框。转换为单个壳区域在 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 2021.2 及之前版本中，液膜发动机模型使用多个壳区域来求解液膜的形成和传输。从 2021.3 版本开始，为提高性能，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 改为使用单个壳区域。对于在之前版本中创建并在当前版本中恢复的 ICE 模拟，此选项可用于将之前创建的壳区域转换为单个壳区域。
KHRT 破碎（仅当选择 KHRT 破碎发动机模型时）	编辑打开 KHRT 破碎对话框。
Reitz-Diwakar 破碎（仅当选择 Reitz-Diwakar 破碎发动机模型时）	编辑打开 Reitz-Diwakar 破碎对话框。
Huh 雾化（仅当选择二次破碎模型时）	编辑打开 Huh 雾化对话框。
ECFM-3Z （仅当选择 ECFM-3Z 发动机模型时）	编辑打开 ECFM-3Z 对话框。
ECFM-CLEH （仅当选择 ECFM-CLEH 发动机模型时）	编辑打开 ECFM-CLEH 对话框。
指定燃烧率（仅当选择指定燃烧率发动机模型时）	编辑打开指定燃烧率对话框。
复杂化学（仅当选择复杂化学模型时）	编辑打开复杂化学对话框。
湍流火焰速度封闭（仅当选择湍流火焰速度封闭模型时）	编辑打开湍流火焰速度封闭对话框。
ISSIM 火花点燃（仅当选择 ISSIM 火花点燃发动机模型时）	编辑打开 ISSIM 火花点燃对话框。
自动点火（仅当选择自动点火发动机模型时）	编辑打开自动点火对话框。
爆震（仅当选择爆震发动机模型时）	编辑打开爆震对话框。
氮氧化物排放（仅当选择氮氧化物排放发动机模型时）	编辑打开氮氧化物排放对话框。
碳烟截面（仅当选择碳烟截面模型时）	编辑打开碳烟截面对话框。
CHT 导出（仅当选择 CHT 导出发动机模型时）	编辑打开 CHT 导出对话框。
网格重构（仅当选择网格重构发动机模型时）	编辑打开网格重构对话框。

模型选择对话框


湍流
LES	如果选择此选项，将使用大涡模拟方法，它会对流体域中所有位置的大尺度湍流进行直接求解，并对小尺度运动进行建模。WALE 亚网格尺度模型可用于计算亚网格尺度粘度，以提供封闭的滤波纳维-斯托克斯方程。要为适用于流和能量的求解器提供特定于湍流边界层的边界条件，应使用 all- $y^{+}$ 壁面处理。有关更多信息，请参见理论指南：大涡模拟 (LES)、WALE 亚网格尺度模型和 LES 的壁面处理。
RANS	选中后，使用雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 湍流建模方法。此方法为控制平均流量传输的 RANS 方程提供封闭关系。有关更多信息，请参见理论指南：雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 湍流模型。


可选模型
CHT 导出	选中后，可以计算并导出发动机壁面的循环平均传热系数和参考温度，以用于 Simcenter STAR-CCM+ 或第三方工具的后续固体热分析。可以将循环平均空间场导出至 .csv 或 .sbd 文件。 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 模拟和固体热分析之间的耦合可以是单向或双向的。对于双向耦合，固体热分析通过 *.csv 文件将空间壁面温度返回 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 模拟。耦合的目标通常是确定发动机装配在远多于一个发动机循环的时间段内的热演变。有关更多信息，参见基于文件的耦合。为提供基于文件的耦合的交界面并考虑活塞和阀滑动接触热传递，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 将使用可表示发动机位于 BDC 位置且所有阀均关闭的壳区域。在模拟期间，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 会定期将传热系数和参考温度从发动机壁面映射到壳上，对运动中的映射数据进行集成，并计算一个发动机循环的平均值。当壳体的面未暴露于发动机壁面（如衬套不处于 BDC 位置时），Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 可用于设置传热系数和参考温度的替代值。模拟完成一个发动机循环时，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 从壳体中导出以下循环平均数据，其中下述循环平均方程将应用于每个网格单元面： CHTExport：局部传热系数 (W/m^2-K)，计算方法为： ${\bar{h}}_{l o c a l} = \frac{1}{(θ_{2} - θ_{1})} \int_{θ_{1}}^{θ_{2}} h_{l o c a l} (θ) d θ$ 其中： $θ$ 为 IC 发动机曲柄角。 $θ_{1}$ 为映射开始时的曲柄角。 $θ_{2}$ 为映射停止时的曲柄角。 $h_{l o c a l}$ 为局部传热系数。 CHTExport：局部热传递参考温度 (K)，计算方法为： ${\bar{T}}_{r e f, l o c a l} = \frac{1}{(θ_{2} - θ_{1}) {\bar{h}}_{l o c a l}} \int_{θ_{1}}^{θ_{2}} h_{l o c a l} (θ) T_{r e f, l o c a l} (θ) d θ$ 其中，为局部热传递参考温度。 $T_{r e f, l o c a l}$ CHTExport：指定 Y+ 传热系数 (W/m^2-K)，计算方法为： ${\bar{h}}_{y_{u s e r}^{+}} = \frac{1}{(θ_{2} - θ_{1})} \int_{θ_{1}}^{θ_{2}} h_{y_{u s e r}^{+}} (θ) d θ$ 其中，为指定传热系数。 $h_{y_{u s e r}^{+}}$ $y^{+}$ CHTExport：指定 Y+ 热传递参考温度 (K)，计算方法为： ${\bar{T}}_{r e f, y_{u s e r}^{+}} = \frac{1}{(θ_{2} - θ_{1}) {\bar{h}}_{y_{u s e r}^{+}}} \int_{θ_{1}}^{θ_{2}} h_{y_{u s e r}^{+}} (θ) T_{r e f, y_{u s e r}^{+}} (θ) d θ$ 其中， $T_{r e f, y_{u s e r}^{+}}$ 为指定 $y^{+}$ 热传递参考温度。有关更多信息，请参见热传递场函数参考。可以使用模型 > CHT 导出节点编辑 CHT 导出模型的属性。
燃烧	选择后，可以模拟火花点燃启动的发动机气缸中的燃烧过程。有关更多信息，请参见理论指南 - 内燃机。
重力	选择后，考虑发动机内气体和燃料的重力加速度效应。有关更多信息，请参见理论指南 - 重力。默认情况下，重力加速度矢量的大小为 9.81 m/s²，并且指向基准坐标系的 Z 轴负方向。可以使用相应的模型 > 重力节点编辑矢量。
喷射（自动选择多项式燃料密度模型。）	选择后，可以模拟液体燃料的喷射以及后续的蒸发和混合过程。对拉格朗日架构中的液体燃料液滴代表性粒子束的传输求解。有关更多信息，请参见理论指南 - 拉格朗日多相流。
实际气体	默认情况下，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 内使用理想气体方程计算气体密度，请参见 Eqn. (630)。但在高压和低温条件下，实际气体的 p-v-T 行为与理想气体方程预测的行为有所偏差。这一行为变化是由于随着气体密度增加，气体分子占据了总体积的大部分。此外，分子间引力变得越来越重要。选择实际气体模型后，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 会使用 Redlich-Kwong 方程考虑非理想行为，计算方法如 Eqn. (639)。
液膜（仅当选择喷射发动机模型时）	选中后，将考虑燃料薄膜在发动机壁面上的形成和传输。 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 通过液滴碰撞模拟壁面上的流体积累：液滴在壁面上的气体碰撞中传输，从而形成液体层。Bai-Gosman 模型可根据不同的碰撞液态预测撞击壁面的燃料液滴的结果。液膜厚度可通过以下机制减少或移除：波状剥离。在此机制中，液滴因液膜中的波不稳定而剥离。边缘剥离。在此机制中，当液膜流经锐边时，液滴会剥离。蒸发沸腾对于液膜与燃料液滴之间的相间相互作用的表面张力，以及液膜与气相之间的表面张力，使用表面张力混合法进行计算。对于从 ecfmProp 材料数据库中选择的燃料组分，使用场函数对每个组分基于表格温度的表面张力进行插值。对欧拉架构中的液膜传输进行求解。有关更多信息，请参见理论指南 - 液膜和理论指南 - Bai-Gosman 壁面碰撞。
修正 UNIFAC （仅当选择喷射发动机模型时）	默认情况下，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用 Raoult 定律获取燃料液滴或液膜液体表面处的蒸汽压力，该定律假设燃料组分是具有类似分子结构的理想混合物。有关更多信息，请参见理论指南 - Raoult 定律。选择修正 UNIFAC 模型时，可用于获取复杂混合物（其中各组分的分子结构各异）液体表面的蒸汽压力。此模型按组分的结构化功能组对组分进行分类，并假设可以通过对组贡献求和来计算某些热力学属性。有关更多信息，请参见理论指南 - 修正 UNIFAC。
CO 排放（仅当选择 ECFM-CLEH 发动机模型时）	如果选择此选项，则会考虑因不完全燃烧而产生的 CO。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM 中的 CO 排放。可以使用模型 > ECFM-CLEH 节点编辑 CO 排放模型的属性。
爆震（仅当选择火花点燃发动机模型时）	如果选择此选项，则会考虑在没有外部点火源的情况下可燃混合物的自发点燃。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM TKI 自动点燃。可以使用模型 > 爆震节点编辑爆震模型的属性。
氮氧化物排放（仅当选择 ECFM 燃烧模型时）	如果选择此选项，则会考虑在燃烧过程中形成的一氧化氮。 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 使用氮氧化物松弛法 (NORA)，该方法基于三种氮氧化物组分及其扰动后的松弛时间的平衡值表。NORA 对 NO、NO2 和 N2O 进行区分。这些产物在模型中单独进行表示。NORA 表格库是基于复杂化学以及热考虑而生成的。采用两种主要的化学机制：一个用于 NO-NO2 耦合，另一个用于 N2O。有关更多信息，请参见理论指南 - 氮氧化物松弛法 (NORA)。可以使用相应的模型 > 氮氧化物排放节点编辑氮氧化物排放模型的属性。
燃料饱和分布（仅当同时选择 ECFM 燃烧模型和自动点火或爆震时）	燃料液滴在整个电池电芯中蒸发和均匀混合之前，蒸发的燃料最初紧紧围绕在燃料液滴附近。燃料饱和分布模型使用燃料质量分数分布来解释电池电芯中燃料质量分数的初始不均匀分布情况。有关更多信息，参见理论指南 - 燃料饱和分布。
碳烟排放（仅当选择 ECFM 燃烧模型或复杂化学燃烧模型时）选择此模型时，会自动选择碳烟截面模型。	如果选择此选项，则可以考虑在燃烧过程中形成的称作碳烟的碳质颗粒。这些微粒在火焰和火中被标识为黄带发光。在燃气轮机、内燃机和其他实用燃烧设备中，碳烟的生成主要是不完全燃烧的产物。有关更多信息，请参见理论指南 - 碳烟。
网格重构	选中后，当网格质量低于指定的重构准则时，将触发网格重构。与变形（根据活塞和阀的移动重新分布网格节点）结合使用，重构模型通过预测对当前网格应用变形时的网格质量来运行。如果网格质量低于任何指定准则，模型将改为触发网格重构。这种操作模式被称为预测变形，可用于避免会阻止成功模拟的负体网格单元或高度偏斜的网格单元。可以将循环中的网格保存至指定的输出目录，并在下一个循环中重用，从而避免产生网格重构时间。可以使用相应的模型 > 网格重构节点设置此网格重用。


K-Epsilon 湍流（仅当选择 RANS 发动机模型时）
RNG K-Epsilon	选定后，将使用 RNG K-Epsilon 湍流模型和两层全 $y^{+}$ 壁面处理为 RANS 方程提供封闭关系。有关更多信息，请参见理论指南：RNG K-Epsilon 模型和 RANS 的壁面处理。
可实现的 K-Epsilon 两层模型	如果选择此选项，将使用可实现的 K-Epsilon 两层湍流模型和全 $y^{+}$ 壁面处理为 RANS 方程提供封闭关系。有关更多信息，请参见理论指南：K-Epsilon 模型和 RANS 的壁面处理。

对于这两个湍流模型，默认情况下法向应力项处于开启状态。RNG K-Epsilon 的 $C_{M}$ (Sarkar) 系数的默认值为 0。


燃料密度（仅当选择喷射发动机模型时）
恒定燃料密度	选择后，假设燃料密度在整个连续体中没有变化。有关更多信息，请参见理论指南 - 恒密度。
多项式燃料密度	选择后，以多项式的形式将燃料密度作为温度的函数进行计算。有关更多信息，请参见理论指南 - 多项式密度。


二次破碎（仅当选择喷射发动机模型时）
KHRT 破碎	选择后，可以考虑使用 KHRT 破碎模型对燃料液滴进行二次破碎。 KHRT 破碎模型结合了两个子模型：一个基于开尔文-亥姆霍兹 (KH) 理论，另一个基于瑞利-泰勒 (RT) 理论。这两个破碎子模型均考虑液滴上的不稳定性增长，并为其波长和频率提供表达式。开尔文-亥姆霍兹不稳定性因液滴滑移速度而导致，这最终会从父液滴剪切出较小的子液滴，与剥离流态对应。瑞利-泰勒不稳定性因液滴加速度而导致，并易于使液滴完全破碎，与突变流态对应。KH 和 RT 子模型比较：两者导致的不稳定性可以同时增长；如果它们增长足够长时间，则会因 RT 不稳定性而发生破碎。否则，将发生 KH 破碎。有关更多信息，请参见理论指南 - KHRT 破碎模型。可以使用相应的模型 > KHRT 破碎节点编辑 KH 破碎和 RT 破碎的属性。
Reitz-Diwakar 破碎	选择后，可以考虑使用 Reitz-Diwakar 破碎模型对燃料液滴进行二次破碎。 Reitz-Diwakar 破碎模型基于观察到的液滴破碎长度尺度和时间尺度。它假定破碎发生在以下某个可能模式中：包破碎 - 液滴周围的非均匀压力场使其在低压尾流区域中膨胀，并在克服表面张力时最终分解剥离破碎 - 液体被剪切或从液滴表面剥离有关更多信息，请参见理论指南 — Reitz-Diwakar 破碎模型。可以使用相应的模型 > Reitz-Diwakar 破碎节点编辑这两种破碎模式的属性。


雾化（仅当选择二次破碎模型时）
Huh 雾化	Huh 雾化模型是一个初次雾化模型，可用于模拟从孔型喷射器退出的液体射流分解过程。此模型在分析通过喷嘴的流体后估计初始扰动，然后使用既定的波增长理论以及其他假设阐述雾化过程。Huh 模型假设初始液滴大小等于喷嘴直径；液滴速度和后续破碎根据公式中所述进行建模（请参见理论指南 - Huh 模型）。


燃烧模型（仅当选择燃烧发动机模型时）
复杂化学	复杂化学模型可用于向 ICE 模拟中引入详细的化学信息。此燃烧模型可以求解数百个组分中的数千个反应。复杂化学模型需要有关组分、反应、热力学和传输属性的详细反应机制信息。可以使用 Chemkin 格式的复杂化学定义文件提供这些详细信息。在 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 中，使用刚性 CVODE ODE（常微分方程）求解器求解详细的复杂化学，从而对化学源项进行积分。因此，复杂化学模型可以处理刚性反应系统（具有各种反应时间尺度的反应系统）。为了考虑湍流对燃烧的影响，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 提供了湍流火焰速度封闭 (TFC) 模型和层流火焰概念 (LFC) 模型。有关更多信息，请参见理论指南 - 复杂化学。
ECFM-3Z	扩展拟序火焰模型三区域 (ECFM-3Z) 是通用的燃烧模型，能够模拟现代内燃机特有的湍流混合、火焰传播和扩散燃烧的复杂机制。 3Z 表示混合的三个区域：非混合燃料区域混合气体区域非混合空气 + 废气再循环 (EGR) 区域这三个区域太小，无法通过网格求解，因此，作为亚网格数量进行建模。混合区域是其他两个区域中气体之间的湍流混合和分子混合的结果，并且是燃烧发生的地方。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM-3Z。可以使用模型 > ECFM-3Z 节点编辑 ECFM-3Z 模型的属性。
ECFM-CLEH 选择此燃烧模型时，会自动选择以下发动机模型： CO 排放	燃烧受平衡焓 (ECFM-CLEH) 限制的扩展拟序火焰模型是燃烧率受复杂化学给定的热力学平衡限制的燃烧模型。在此模型中，计算网格单元分为四个区域：非混合区域预混区域扩散区域后氧化区域燃烧只能发生在预混区和扩散区，然后发生在后氧化区。随着预混燃烧的进行，燃料扩散在燃烧气体区域中产生，然后燃烧。之后，当满足特定的热力学条件且燃料混合足够均匀时，后氧化燃烧也会发生。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM-CLEH。可以使用模型 > ECFM-CLEH 节点编辑 ECFM-CLEH 模型的属性。
指定燃烧率	指定的燃烧率模型可用于通过分析函数（Wiebe 函数）预先指定燃料燃烧率。因此，用户可以避免基于复杂的物理和化学过程计算化学反应率。这种经济高效的方法通常用于快速获得多周期 CFD 问题的第一步解算方案。在此类问题中，主要关注由燃烧的存在产生的效果，而不是燃烧过程本身产生的效果。典型应用的示例为：在发动机性能优化研究中评估发动机对不同燃烧率的响应。这包括计算动量/湍流场、动态热场以及组分和排放产物场。快速生成精确的初始条件，用于其他更详细的燃烧模型在不包括详细燃烧模型的情况下进行排放研究排气阀在燃烧后打开时进行的发动机端口流预测燃烧条件下圆柱冷却液护套流的热分析有关更多信息，参见理论指南 - 指定的燃烧率。可以使用模型 > 指定燃烧率节点编辑指定燃烧率模型的属性。


化学相互作用（仅当选择复杂化学燃烧模型时）
层流火焰概念	层流火焰概念 (LFC) 模型通过提高的湍流扩散率（由湍流模型提供）隐式考虑湍流对燃烧的影响。有关更多信息，请参见理论指南 - 复杂化学。
湍流火焰速度封闭	湍流火焰速度封闭 (TFC) 模型使用湍流火焰速度概念对湍流-化学相互作用建模。此模型提供湍流火焰速度的相关性的以下选择： Zimont，恒压燃烧模拟中使用最广泛的选项 Peters，通常用于内燃机可以使用模型 > 湍流火焰速度封闭节点编辑 TFC 模型的属性。有关详细信息，请参见理论指南 — 湍流火焰速度。


点燃模型（仅当选择 ECFM 燃烧模型时）
火花点火（不适用于气缸扇区模型）	火花点燃模型会从一个小内核生成一个火花，直到火花变得足够大，使燃烧模型接管火焰传播为止。
自动点火	自动点火模型会考虑在没有外部点火源的情况下可燃混合物的自发点燃。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM TKI 自动点燃。可以使用模型 > 自动点火节点编辑自动点火模型的属性。


火花点火模型（仅当选择火花点燃发动机模型时）
FI 火花点燃	FI 火花点燃模型是一个基本的火花点燃模型，包括两个阶段：第一个阶段，用于对火花与火焰表面出现之间的时间延迟进行建模第二个阶段，负责在平均气体中实际部署火焰表面有关更多信息，请参见理论指南 - FI 火花点燃。
ISSIM 火花点燃	强制拉伸火花点燃模型 (ISSIM) 是用于内燃机 3D RANS 模拟的欧拉火花点燃模型。球核方程直接用于欧拉输运方程，可描述所有局部现象。使用火焰表面密度方程可模拟多火花点燃和火焰承载器效应。火焰增长和起皱均通过 ECFM 方程进行建模。假设是感应点燃系统，ISSIM 模型提供了在辉光阶段传递给气体的能量以及火花的演化，之后火花在流体作用下发生对流和起皱。在电击穿的瞬间，将在 3D CFD 网格上产生初始燃烧气体分布。从那时起，反应率直接由火焰表面密度 (FSD) 方程控制。然后对此方程进行大量调整，以使其能够正确描述早期点燃阶段的燃烧演化。有关更多信息，请参见理论指南 - ISSIM 火花点火。可以使用模型 > ISSIM 火花点火节点编辑 ISSIM 火花点火模型的属性。


碳烟排放模型（仅当选择碳烟排放发动机模型时）
碳烟截面	碳烟截面法基于包含相同体积碳烟颗粒的截面的描述，支持基于体积的颗粒尺寸离散化以及碳烟数密度和质量守恒。有关更多信息，请参见理论指南 - 碳烟截面。可以使用模型 > 碳烟截面节点编辑碳烟截面模型的属性。

液膜对话框


液膜
液膜表面	创建气缸、阀或充气室后，可以指定要对其进行液膜形成和传输求解的发动机部件表面。

KHRT 破碎对话框


KH 破碎
长度系数 (B0)	指定 KH 长度系数，请参见 Eqn. (3135)。
时间系数 (B1)	指定 KH 时间系数，请参见 Eqn. (3134)。
法向速度系数 (A1)	指定子束的法向速度系数，请参见 Eqn. (3137)。


RT 破碎
长度系数 (C3)	指定 RT 长度系数，请参见 Eqn. (3140)。
时间系数 (Ctau)	指定 RT 时间系数，请参见 Eqn. (3139)。

Reitz-Diwakar 破碎对话框


包破碎
最小韦伯数 (WeCrit)	指定破碎的最小韦伯数，请参见 Eqn. (3142)。
时间尺度系数 (Cb2)	指定包破碎时间尺度系数，请参见 Eqn. (3143)。


剥离破碎
开始系数 (Cs1)	指定指示剥离破碎开始的系数，请参见 Eqn. (3144)。
时间尺度系数 (Cs2)	指定剥离破碎时间尺度系数，请参见 Eqn. (3145)。

Huh 雾化对话框


模型参数
雾化长度尺度系数 (C1)	指定用于定义波数 $κ$ 的雾化长度尺度系数 $C_{1}$ ，（在 Eqn. (3121) 中）。
波长尺度系数 (C2)	指定用于定义波数 $κ$ 的波长尺度系数 $C_{2}$ ，（在 Eqn. (3121) 中）。
自发时间尺度系数 (C3)	指定自发时间尺度系数 $C_{3}$ ，（在 Eqn. (3122) 中）。
指数时间尺度系数 (C4)	指定指数时间尺度系数 $C_{4}$ ，（在 Eqn. (3122) 中）。
湍流时间尺度系数 (CA1)	指定湍流时间尺度系数 $C_{a 1}$ ，（在 Eqn. (3119) 和 Eqn. (3120) 中）。
湍流长度尺度系数 (CA2)	指定湍流长度尺度系数 $C_{a 2}$ ，（在 Eqn. (3119) 中）。
破碎率系数 (KA)	指定液滴破碎率系数 $K_{A}$ ，（在 Eqn. (3123) 中）。
法向速度系数	控制喷射的径向扩散；Eqn. (3154) 中的 $K_{3}$ 。该值越大，喷射的径向扩散速度越快。
临界韦伯数	临界韦伯数 ${W e}_{c r}$ 。对于 Huh 模型，韦伯数由 Eqn. (3115) 给出。如果 $W e < {W e}_{c r}$ ，喷射粒子束将绕过初次雾化过程并直接进入二次破碎过程。

ECFM-3Z 对话框


ECFM 模型时间设置
ECFM 开始时间	指定 ECFM 燃烧开始的时间，以秒为单位，或使用循环时间单位 degCA。
燃烧重置时间	在多循环模拟中将进程变量退回到 0 时，组分 $i$ 及其追踪器的质量分数将根据 Eqn. (3975) 在每个时间步发生更改，直到完成燃烧重置为止。默认情况下，在进气阀打开 (IVO) 之前，燃烧重置时间自动设为 5 degCA。

ECFM-CLEH 对话框


ECFM 模型时间设置
ECFM 开始时间	对于 ECFM-3Z 对话框。
燃烧重置时间	对于 ECFM-3Z 对话框。


ECFM-CLEH 参数
燃料	指定喷射燃料类型。可用的选项包括：汽油柴油自定义对于汽油和柴油，Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 自动设置适用于这些燃料的预混区传递系数和预混传递燃烧速率限制 (/s) 的值。
预混区传递系数（汽油和柴油只读）	指定添加到预混化学平衡限制中的预混燃料的比例。当在预混区域达到化学平衡限制时，会将其传递到扩散区域或后氧化区域。
预混传递燃烧速率限制 (/s) （汽油和柴油只读）	指定将预混燃料传递到扩散区域或后氧化区域的标准化预混区域反应率限制。仅当标准化预混区域反应率小于预混传递燃烧速率限制时才适用。


ECFM 平衡表
ECFM 平衡表	指定用于计算预混和扩散燃烧的平衡燃料质量分数的库表。支持的文件格式为 *.tbl。各种 ECFM-CLEH 平衡表可从 Siemens 支持中心下载：库位于产品 > Simcenter STAR-CCM+ 区域的下载部分中。在主要版本面板中选择一个版本后，Linux 或 Windows 文件夹将包含 In-Cylinder 文件夹，您可以在其中找到可用的库。有关更多信息，请参见理论指南 - ECFM-CLEH 燃烧库表。


CO 排放
污染物平衡温度偏置	指定针对污染物计算添加到化学平衡中的温度变化。
CO 模型切断温度	指定低于此温度时 CO 排放模型将冻结的燃烧温度。

指定燃烧率对话框


指定的燃烧率设置
燃烧重置时间	对于多循环运行，在燃烧完成后和排气阀打开 (EVO) 之前，将过程变量从 1.0（燃烧状态）重置为 0.0（未燃烧/EGR）。默认情况下，在 EVO 之前，燃烧重置时间自动设为 5 degCA。
Wiebe 设置	指数在 Eqn. (4103) 中指定 $n$ ，范围为[0, 100]。燃料燃烧 50% 的正时指定燃烧 50% 燃料的时间点。燃料燃烧 10%-90% 的持续时间指定燃烧 10% 的燃料到燃烧 90% 的燃料之间的持续时间，范围为[0，循环长度]。

复杂化学对话框


Chemkin 文件
导入 Chemkin 文件...	打开导入 Chemkin 文件对话框，其中以 *.chm 格式指定以下文件：化学机制文件该文件提供组分列表及其反应率。热力学属性文件该文件提供比热多项式系数，以及成型热、标准状态焓和机制中所有组分的元素成分。导入传输属性文件打开时，用于导入传输属性文件。分子传输属性对于层流火焰模拟尤为重要。传输属性文件该文件提供兰纳-琼斯属性：偶极、旋转、极化、分子类型、特征能量和特征长度。有关更多信息，请参见反应机制格式。


逼近法选项（仅当选择湍流火焰速度封闭模型时可用）
松弛为化学平衡	打开时，假设化学成分按照由流体和化学时间尺度确定的时间尺度松弛到局部平衡成分。有关更多信息，请参见理论指南 - 复杂化学。


松弛为化学平衡（仅当选择松弛为化学平衡选项时可用）
时间尺度常数	在 Eqn. (3463) 中设置 $τ_{k}$ ，可通过缩放 Kolmogorov 时间尺度 $c_{t}$ 来控制火焰前缘背景反应的松弛时间。


化学加速
聚类	打开时，对具有相似化学成分的网格单元求平均值，并整合减少的 ODE（普通微分方程）集合，然后将群集再次插值到网格单元中，以此减少计算复杂化学的计算开销。群集通常可大幅提速，因为群集数小于模拟中的网格单元数。由于集群数的增幅远远小于网格单元数，因此聚类性能随网格尺寸而提高。有关更多信息，请参见理论指南 - 群集。
动态机理简化（选择松弛为化学平衡选项时不可用）	打开时，可以求解数量已减少的组分（所导入的完整化学机制中获取）。机制会在每个时间步或迭代时的每个网格单元中进行动态缩减。虽然求解更少的组分可缩短计算时间，但是这会降低精度。动力机制减少基于有向关系图 (DRG) 算法 [762]，其中，不会随反应时间步显著更改任何其他组分的组分将从该机制中去除。误差容差该数值越小，求解越接近完整化学机制的求解 — 从机制中移除的组分越少。较高的值会从求解中排除较大数量的组分，因此精度更低。有关更多信息，请参见理论指南 - 动力机制减少。


化学求解器容差（选择松弛为化学平衡选项时不可用）
绝对容差	复杂化学模型使用 CVODE ODE（普通微分方程）求解器根据迭代或时间步对化学进行积分。该属性指定 CVODE ODE 求解器中每个 ODE 步进的绝对误差容差。求解器确保误差小于相对容差乘以积分的物理量再加上绝对容差。
相对容差	指定 CVODE ODE 求解器中每个 ODE 步进的相对误差容差。求解器确保误差小于相对容差乘以积分的物理量再加上绝对容差。

湍流火焰速度封闭对话框


湍流火焰速度封闭
湍流火焰速度封闭	火焰速度比例缩放因子指定湍流火焰速度的乘数，可用于增加湍流火焰速度。
层流火焰速度	提供用于控制无约束层流火焰速度的以下选项： Gulder：使用 Gülder 层流火焰速度相关性，请参见 Eqn. (3605)。 Metghalchi：使用 Metghalchi 层流火焰速度相关性，请参见 Eqn. (3601)。预计算表：使用从以 .csv、.dat 或 .tbl 格式指定的层流火焰速度表中获取的值。要导入表格，单击。用户自定义：用于将无约束层流火焰速度指定为常数值或场函数。。燃料指定燃料名，它确定与燃料相关的模型系数的值。可用的选项包括：甲烷（仅适用于 Gulder）丙烷甲醇乙醇（仅适用于 Gulder）异辛烷
火焰速度乘数	可用于所有层流火焰速度 (LFS) 方法。用于将 LFS 与比例因子相乘。火焰速度乘数应用于根据湍流火焰速度封闭中的任一 LFS 方法求得的 $S_{l}$ 。增大乘数会增大 LFS，从而增大湍流火焰速度。此值的推荐范围为 0.5 到 2。默认值 1 表示不应用任何乘数。
湍流火焰速度	提供计算湍流火焰速度源项的以下方法： Zimont：选择 Zimont 方法，请参见 Eqn. (3610)。 Peters：选择 Peters 方法，请参见 Eqn. (3615)。用户自定义：用于将湍流火焰速度指定为常数或场函数。

ISSIM 火花点燃对话框


物理模型
求解火焰内核半径的 0D 方程	设为开时，求解由 Eqn. (4040) 给出的火焰内核半径的零维方程。设为关时，从点燃一开始就在网格上求解火焰。
初始燃烧质量	指定如何确定在电弧 $m_{b}^{i g n}$ 之后沉积的燃烧产物的初始质量。可用的选项包括：最小临界燃烧质量：使用第一个选项计算 $m_{b}^{i g n}$ ，公式为 Eqn. (4031)。根据释放的实际火花能量：使用第二个选项计算 $m_{b}^{i g n}$ ，公式为 Eqn. (4032)。根据固定的等离子体温度：使用第三个选项计算 $m_{b}^{i g n}$ ，公式为 Eqn. (4033)。
LFS 球体系数	指定有效层流火焰速度影响范围的系数，请参见 Eqn. (4050) 中的 ${S p}_{S L}$ 。
初始燃烧质量系数	指定初始点火燃烧质量的倍增常数，请参见 Eqn. (4033) 中的 $K_{m b i g n}$ 。
火花能量稀释系数	指定火花能量稀释比例系数，请参见 Eqn. (4028) 中的 $K_{d i l}$ 。
层流火焰速度校正	最高未燃烧温度指定层流火焰速度计算的最高可接受温度，请参见 Eqn. (4053) 中的 $T_{u}^{\max}$ 。
火焰内核传播（仅当求解火焰内核半径的 0D 方程为开时）	最大起皱系数指定最大火焰表面卷积系数，请参见 Eqn. (4044) 中的 $K_{x m}$ 。起皱结果系数指定湍流起皱结果项的系数，请参见 Eqn. (4043) 中的 $K_{x p}$ 。转换比指定火焰内核转换半径与湍流长度尺度之比，请参见 Eqn. (4045) 中的 $T_{r}$ 。最大转换半径指定火焰内核转换半径的最大值，请参见 Eqn. (4045) 中的 $R_{k}^{L}$ 。
层流火焰速度（仅当选择复杂化学和层流火焰概念发动机模型时）	提供用于控制无约束层流火焰速度的以下选项： Gulder - 使用 Gülder 层流火焰速度相关性，请参见 Eqn. (3605)。 Metghalchi - 使用 Metghalchi 层流火焰速度相关性，请参见 Eqn. (3601)。预计算表：使用从表生成器 > LFS 表生成器节点下指定的层流火焰速度表中获取的值。用户自定义：可用于指定无约束层流火焰速度。层流火焰速度 > 用户自定义的层流火焰速度 > 层流火焰速度分布燃料指定燃料名，它确定与燃料相关的模型系数的值。可用的选项包括：甲烷（仅适用于 Gulder）丙烷甲醇乙醇（仅适用于 Gulder）异辛烷

自动点火对话框


TKI 表
TKI 表	指定用于计算自动点燃延迟和自动点燃燃烧率的库表。支持的文件格式为 *.tbl。可以从 Siemens 支持中心下载适用于各种燃料的表格化动能点燃 (TKI) 表。支持使用概率密度函数 (PDF) 的表格化动能点燃。可以在 Siemens 支持中心找到这些库：库位于产品 > Simcenter STAR-CCM+ 区域的下载部分中。在主要版本面板中选择一个版本后，Linux 或 Windows 文件夹将包含 In-Cylinder 文件夹，您可以在其中找到可用的库。

爆震对话框


TKI 参数
延迟因子	为自动点燃延迟指定 TKI 表提供的乘数因子。
燃烧率因子	为自动点燃燃烧率指定 TKI 表提供的乘数因子。
双区 TKI 模型选项	打开时，将使用与火焰传播不同的过程变量来修复爆震开始时的热量释放。


TKI 表
TKI 表	请参见自动点火对话框。

氮氧化物排放对话框


NORA 参数
截止温度	指定在该温度以下不评估反应的温度。
输入燃料焓修正	指定 NORA 库的燃料焓修正。修改用于输入 NORA 库的燃料的焓贡献。通常可以将此附加焓设置在 -2 和 +2 MJ/kg 之间（默认值 = 0）。如果要全局调整氮氧化物级别，则设置此值。增加此值会增加氮氧化物的水平，反之亦然。


NORA 表
NORA 表	指定三种氮氧化物组分及其扰动后的松弛时间的平衡值表。支持的文件格式为 *.tbl。与燃料几乎无关的通用 NORA 表可从 Siemens 支持中心下载：该表位于产品 > Simcenter STAR-CCM+ 区域的下载部分中。在主要版本面板中选择一个版本后，Linux 或 Windows 文件夹将包含 In-Cylinder 文件夹，您可以在其中找到该表。有关更多信息，请参见理论指南 - 氮氧化物松弛法 (NORA)。

碳烟截面对话框


碳烟属性
成核	颗粒成核（或颗粒起始）是碳烟形成过程中的第一个重要步骤。颗粒成核导致生成最小尺寸的碳烟颗粒。成核通常建模为两个多环芳烃 (PAH) 组分（碳烟前驱物）聚结成碳烟颗粒。可用的选项包括：单 PAH 组分 (C16H10)：对于单 PAH 组分成核选项，假设初生的碳烟前驱物为芘 (A4)。如果机制中没有 A4，则使用具有相同化学成分 (C16H10) 的异构体，例如 A3R5。力矩成核速率由 Eqn. (3721) 和 Eqn. (3722) 得出。 C2H2：如果使用的化学机制不包括 A4 组分，则 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 允许使用乙炔 (C2H2) 作为碳烟成核前驱物。使用 C2H2 作为碳烟前驱物时成核的表达式由 Eqn. (3724) 计算。多 PAH 组分（仅当选择复杂化学模型时）：选择化学机制中存在的 PAH 前驱物组分。Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 可识别多 PAH 组分成核表中所述的 PAH 前驱物组分的化学符号。
Steric 因子 α	在 Eqn. (3748) 中指定 $α$ ，范围是 [0, 1]。 Steric 因子描述碳烟颗粒表面上可用于碳烟增长或氧化反应的反应点位分数。
比例缩放	表面增长缩放 Eqn. (3759) 中的表面增长 ${\tilde{Ω}}_{i, s g}$ 。成核缩放 Eqn. (3759) 中的成核比例 ${\tilde{Ω}}_{i, n u c}$ 。氧化缩放 Eqn. (3759) 中的氧化比例 ${\tilde{Ω}}_{i, o x}$ 。凝结缩放 Eqn. (3759) 中的凝结 ${\tilde{Ω}}_{i, c o a g}$ 。
截面的	截面数颗粒尺寸分布函数 (PSDF) 中的离散截面数。最大碳烟直径碳烟颗粒能增长到的最大直径。


碳烟表（仅当选择 ECFM 燃烧模型时）
文件名	显示碳烟表的路径和名称。可以使用 DARS 创建碳烟表。导入文件显示打开对话框，可以定位所需的碳烟表并单击打开。


PAH 物质组分（仅当选择多 PAH 组分选项时）
列出 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 从化学机制中的组分中选定的 PAH 前驱物组分。

CHT 导出对话框


CHT 导出设置
从起始角到开始的偏移	指定与执行第一次数据映射时所指定的起始角的偏移。此属性可用于降低初始化的影响。
增量角度	指定热传递数据从发动机壁面映射到壳区域的映射间隔。
滑动窗口	指定后续循环平均运行的滑动窗口。循环长度必须是整数，且可被滑动窗口的指定值整除。
导出选项	指定导出文件格式。可用的选项包括： SBD：导出包含循环平均热传递数据和壳体网格信息的 Simcenter STAR-CCM+ Boundary Data (.sbd) 文件。有关更多信息，参见使用 Simcenter STAR-CCM+ Boundary Data (.sbd) 格式。 XYZ 内部表：导出一个包含循环平均热传递数据以及基准坐标系中壳体面形心坐标的 .csv 文件。导出文件将写入当前工作目录。
用户指定的 y+	指定用于计算指定 y+ 传热系数的 $y^{+}$ 值。请参见 Eqn. (1653) 中的 $y_{u s e r}^{+}$ 。
输出单独的文件	关闭时，将循环平均热传递数据导出至单个文件。文件名如下： [模拟名称]_[曲柄角].[格式] 其中： [模拟名称] 是 *.sim 文件的名称。 [曲柄角]导出数据的曲柄角位置，以度表示。 [格式]为文件格式 - sbd 或 csv。打开时，将循环平均热传递数据导出至单独的文件，每个阀一个，活塞一个，剩余表面一个。对于具有一个进气阀和一个排气阀的发动机，文件名如下： [模拟名称]_IntakeValve_[曲柄角].[格式] [模拟名称]_ExhaustValve_[曲柄角].[格式] [模拟名称]_Piston_[曲柄角].[格式] [模拟名称]_FixedAndLiner_[曲柄角].[格式]
替代值	对于未暴露于发动机壁面上的壳区域（阀、活塞、充气室和静态表面）的面，指定以下传热系数和参考温度的替代值：局部热传递系数 Local Heat Transfer Reference Temperature(局部热传递参考温度) Specified Y+ Heat Transfer Coefficient(指定 Y+ 热传递系数) Specified Y+ Heat Transfer Reference Temperature(指定 Y+ 热传递参考温度) 请参见热传递场函数参考。
示例：对于循环长度为 720 度、起始角为 330 度的四冲程发动机的模拟，考虑以下 CHT 导出设置：从起始角到开始的偏移：2 度增量角度：1 度滑动窗口：30 deg 导出选项：SBD 使用这些设置时，模拟从 330 度开始，从 332 度开始映射，然后继续每隔 1 度映射，直到达到 1052 度。模拟将停止并将循环平均映射数据导出到 .sbd 文件。恢复 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 时，模拟将运行另一个 30 度（每隔 1 度映射一次）。在 1082 度时，模拟再次停止并导出另一个包含最后 720 度的循环平均数据的 .sbd 文件。注意，使用 CHT 导出模型时，系统不会考虑指定的持续时间。

网格重构对话框


网格重构设置
重用网格	打开时，将循环中的网格保存至指定的输出目录，并在下一个循环中重用，从而避免网格重构时间。网格以 Simcenter STAR-CCM+ CCM 文件格式保存为： [网格文件基本名]_[网格站标识符].ccm 其中： [网格文件基本名] 是指定的网格文件基本名。 [网格站标识符] 是以度为单位的循环包面曲柄角（0 到循环长度），用于标识移动活塞和阀的几何位置。曲柄角值舍入为 3 位小数。示例：RepeatingMesh_245.315.ccm 网格重用对于多循环模拟特别有用。 CCM 输出目录指定保存网格的目录的绝对路径或相对路径。建议为每个模拟运行使用专用目录。网格文件基本名指定网格文件的基本名。清除网格文件打开时，可以从指定的输出目录中清除已保存的网格文件。清除内部重用表打开时，可以清除网格重用的状态，该状态在内部存储为表。如果要使用不同的网格设置重新运行模拟，或者将模拟文件的副本移动至另一个目录以运行其他发动机配置时，应激活此选项。