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STAR-CCM+求解器及其应用

【摘要】:STAR-CCM+求解器主要有分离式求解器和耦合式求解器两种,如图2-102所示。分离式求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。耦合求解方法则可以用于高速可压缩流动。对于高中速可压缩流动,或需要考虑体积力的流动,求解问题时网格要比较密。如果采用耦合式求解方法求解能量和动量方程,可较快地得到收敛解。缺点是需要的内存比较大。目前,分离解法多用于不可压流计算,而耦合解法多用于可压流计算。

STAR-CCM+的空间模型包含二维、三维两种。时间格式包括稳态、显式非稳态、隐式非稳态三种。运动模型包含运动参照系模型、刚体运动模型两种。流动模型包括无粘、层流湍流三种。介质模型包括气体、液体、固体和多孔介质等。

湍流模型包括Spallart-Allmaras方程、K-Epsilon方程、K-Omega方程、雷诺应力输运方程、壁面处理方程(Low y+,High y+,All y+)、壁面距离方程(Exact,Approximate)、边界层模型(Prescriptive boundary-layer transition)等。

STAR-CCM+求解器主要有分离式求解器(Segregated Flow)和耦合式求解器(Coupled Flow)两种,如图2-102所示。分离式求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。耦合求解方法则可以用于高速可压缩流动。对于高中速可压缩流动,或需要考虑体积力(浮力或离心力)的流动,求解问题时网格要比较密。如果采用耦合式求解方法求解能量和动量方程,可较快地得到收敛解。缺点是需要的内存比较大(是非耦合求解迭代时间的1.5~2.0倍)。

对于不可压缩流和可压缩流,软件均可采用分离解法(Segregated Solver)和耦合解法(Coupled Solver)两种方法。目前,分离解法多用于不可压流计算(如第3章中散热器换热计算和第4章中汽车外流场计算的例子),而耦合解法多用于可压流计算(如第5章中列车明线运行和横风运行工况气动性能计算的例子)。(www.chuimin.cn)

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图2-102 STAR-CCM+求解器