水道STAR-CCM+分析过程

一、前处理

1、导入面网格

选择面网格文件

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导入模式，选择创建新零部件，其他保持默认

下图为导入的水道的几何视图

在零部件中的PRT001上，右键，选择修复表面

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保持默认设置

点击右下方的执行，查找有问题的面

下面两幅图是显示的有问题的面或者线，其中的2和3是无关紧要的，取消勾选，并且可以看出第1项〔穿刺面〕有一个错误，从下面的第三幅图也可以看出。

有穿刺的面〔关于表面的修复是个比较费时且复杂的活，但是很基础，一定要做好〕

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通过观察把相应的面删除

选中需要删除的面之后，点击删除面

下图为删除之后的面，按住ctrl键，并多选这几条曲线〔需要构成一个回路〕，选择填充孔，就可以把这个面补上。

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下图为填上的面，此时穿刺面已经没有了，并且没有自由边了。

2、拆分表面

因为建立这个模型的时候，表面分的比较多，所以可以先合并表面，在拆分表面之前，把所有的表面全部选上，右键，点击结合。

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有两种方法可以拆分表面

方法1直接在表面选择以角度分割

选择根据角度进行分割

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把角度改成70〔根据模型的形状进行设定，根据经验〕点击确定

下图为根据角度分割出的六个表面〔一会还有根据表面的类型和用途，进行合并〕

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下图是把表面按类型进行结合和重新命名之后的图

方法2 在修复表面里进行表面拆分

右键零部件PRT0001，点击修复表面

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选择一个面〔双击一个面，软件会自动的根据一些规则把这个面全选上〕

在组织里，按图中的设置勾选

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点击新建，会出现右边的对话框，输入这个面的名字〔在这里命名为inlet〕，点击确定。

点击修改，即可储存这个零件表面命名的设置

其他几个面和这个方法一样，不再赘述。

如果有零件没有出现，可能是由于以下几种原因

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可能是几何场景没有打开，双击即可打开几何场景，并且要检查几何和轮廓的可见性，在几何和轮廓右击，即可切换可见性。

如果看到几何场景已经打开，但是看不到零件

拖拽零件到几何场景中，释放鼠标，选择添加到几何〔几何是三维表面图，轮廓是轮廓线〕。

如果单一表面不出现，也是通过拖拽进行显示的。

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二、区域和连续体设置

1、分配零件到区域

点击分配零部件至区域

选定零件，并且在下面进行设置：设置如下，点击应用，即生成区域，点击关闭。

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2、生成体网格

右键操作，选择自动网格

在网格生成器中选择：表面重构〔一般都要选上把表面重构一下〕、四面体网格〔是体网格内部常用一种网格类型〕、棱柱层网格〔边界层网格类型〕，点击确定。〔注意要把零部件给选上，截图时忘了勾选了〕

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在基础尺寸里设置为0.002m〔这个是根据模型的尺寸设定的，经验值〕

最小表面尺寸设置为50%〔经验值，防止网格尺寸太小〕，其他的设置可以保持默认。

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把body和cylinders边界都设置为壁面，inlet设置为质量流量进口，outlet设置为压力出口

右键自动网格，点击执行

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3、设置连续体

右键选择physics1，点击选择模型

选择如图所示的模型

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设置冷却液的物性参数 下图是该冷却液的物性参数

对水的材料属性进行设置如上图所示的参数

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其他的物理模型参数不用设置

设置进口液体的温度和质量流量 设置总温为70℃

设置质量流量为0.17kg/s〔基本上等于10L/min〕

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出口保持默认即可

4、设置报告

如下图所示的方法，分别建立表面平均值〔用于计算壁面平均换热系数的报告〕、体积平均值〔用于计算平均流速的报告〕、压降〔用于计算进出口的压降〕

并重新命名

在压降的属性里设置高压零件〔inlet〕和低压零件〔outlet〕

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在壁面平均换热系数的属性里选择场函数

选择Specified Y+ Heat Transfer Coefficient这个传热系数函数

〔Specified Y+ Heat Transfer Coefficient用于只有一个零件，不和其他零件之间换热时用 Heat Transfer Coefficient用于与其他零件之间换热时选择〕

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选择零件〔也就是类型是壁面的这两个部件〕

在平均流速的属性中选择常函数和零部件

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选择的速度幅值

选择的区域

5、根据报告生成监视器和plot

右键这三个报告，点击如图所示的选项

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选择多绘图〔因为多个绘图放在一个图里的话由于y轴不一样，可能会导致有些值太小看不到〕

三、设置求解器和停止规则

一般求解器也不需要设置，在这里没有对求解器进行设置

对求解最大步长进行设置，在这里设置为150〔原因是大概150步的时候就收敛了〕

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四、开始求解与结果

点击开始计算按钮〔奔跑的小孩〕

如下图所示是残差〔这样的残差可以吗，怎么看？〕

壁面换热系数

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平均流速

进出口压降

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