starcd功能和技巧说明.docx

starcd功能和技巧说明.docx

《starcd功能和技巧说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《starcd功能和技巧说明.docx（58页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

starcd功能和技巧说明

一、STAR-CD相关命令

Starcd功能介绍

●可读取ANSYS，PATRAN，NASTRAN，GRID3D或IDEAS产生的网格，同样的，STAR-CD的网格亦能输出给以上的软件。

可以尝试一下。

●star.echo文件可以用explorer打开，它所存储的是在PROSTAR中输入的所有指令。

●PROSTAR目前没有提供UNDO功能。

●有限容积法在软件里的设置——SIMPLE。

1、uility

2、checkandfixgrid

3、primaryvariables中equationstatus、solversparameters、differencingscheme具体参数的含义

4、Post>caverage的含义

5、Graphs>extract/graphdata

6、Graphs>CustomizeGraphs

7、CreateGridswithBlocks（FittedShapes）

8、GRAPH

9、post-processing>particletracks

10、Outputcontrols>monitorengineeringbehavior和monitorboundarybehavior

11、Plot

12、selectanalysisfeatures的设置

13、Starcd中一些命令解析

14、loaddata>coordsystem中几个选项的含义

15、查看vertex的坐标

16、two-layermodel

17、map功能

18、couple功能

19、solutionmethod

20、outputcontrols>monitorengineeringbehavior>monitorcellbehavior

二、有关收敛的问题

1、收敛趋势的判定（瞬态及稳态）

2、计算结果不收敛的原因及解决方法（瞬态及稳态）

3、电脑所能承受的网格数量以及计算时间的总结（含刘杰参数设置和结果）

4、有关info的说明

三、有关event事件的问题

1、event相关命令解析

2、简化event事件的方法

四、有关移动网格的问题

1、移动网格之动态显示、移动网格中物体的运动及有关移动网格的说明

2、单车涉及移动网格移动多少距离合适

3、全部和局部添加和删除网格的说明

4、cgrid.cgrd和uparm的创建以及cgrid.cgrd和uparm的参数和意义

5、有关timestep设置的问题。

6、vertex和cellnumber的排列规则性

7、简化prep.inp的说明

五、有关气动力及气动力矩的问题

1、空气阻力、压差阻力和摩擦阻力

2、列车气动力及压力系数的计算公式

3、力矩中心的定位

4、列车速度不同但是空气阻力系数应该一样

5、shearforce、Pressureforce和Totalforce

6、有关气动力和气动力矩计算的总结

7、有关气动力的说明

六、前处理中相关问题及具体参数的设置

1、亚松弛因子的设置及修改。

2、初始参考压力设置

3、k/epsilon和TI/length如何设置的问题。

4、SIMPLE、PISO和SIMPISO算法

5、设置Slipwall和noslipwall的说明

6、Starcd中差分格式的精度

7、Starcd中的湍流模型

8、子程序的调用

9、Pressure边界条件的说明

10、在starcd中移动模型的方法

11、试算方法确定计算区域大小

12、star-cd和icemcfd中cells数量不一致的问题、从icemcfd中导入starcd时模型的初始位置、icemcfd中的模型坐标方向和载入starcd之后是否一致

13、可压缩流动及其设置

七、后处理中相关问题

1、计算进出口的压力损失

2、制作流线与速度大小相结合的图

3、STAR-CD中如何显示流线

4、后处理中同时显示几个截面以及将视窗分屏显示多个结果

5、YPLUS

6、star－cd的后期动画制作及star－cd的后处理软件

7、将不同模型的速度图画在一个图中进行比较

8、静压等值线及迹线

9、查看结果时legend遮挡视线的解决办法

10、*.info和*.run的说明

11、计算通过任意一个面上的流量

12、采用excel来处理数据

八、计算和载入结果过程中容易发生的错误

1、负体积和负密度的问题

2、Pstt太大导致出错的解决方法

3、瞬态计算结果出错原因总结

4、同一个模型计算有时出错，有时正确的问题以及storeiter/time有时正确，有时出错的问题

九、概念解析及其它

1、长宽比和缩尺比的问题

2、气穴现象、附面层及地面效应、湍流积分尺度、阻塞比的概念

3、列车上行与下行

4、近壁面网格尺寸对湍流计算的影响

5、可压缩与不可压缩计算结果误差

6、结构化与非结构化的混合网格

7、tut练习关键点汇总

8、rp和loop的区别

9、Starcd对控制方程的离散化

10、各种类型的网格

11、TE和ED的含义

12、刘杰和戚振宕的经验

一十、

一、STAR-CD相关命令

1、Uility——其功能为统计模型的几何数据

<1>Utility>CalculateArea——计算表面积。

A、cellface——可以选择单个或多个。

B、cellfaceinzone——进行区域选择。

C、vertices——所选择的vertices数必须大于2（它们应在同一个面上）。

相当于计算用直线将vertices连接之后所围成多边形的面积。

D、boundary——可以选择单个或多个。

前提是首先应显示boundary。

E、boundaryset——计算当前模型中所有boundary的总面积。

F、boundaryregion——计算每个boundaryregion的总面积。

和boundary不同。

G、boundarypatch——和patch有关。

H、clear——清除以前的计算结果。

<2>Utility>Calculatevolume——计算体积。

A、cell——只能选择单个。

B、cellset——计算当前cellset的总体积。

C、allcells——计算当前模型中所有cell的总体积。

D、clear——清除以前的计算结果。

<3>Utility>cellsonvertex——选择一个vertex，输出窗口中会显示出vertex的number以及它所附属的cells（可能有多个）的number。

<4>Utility>couplesoncell——选择一个cell，输出窗口中会显示出cell的number以及它所附属的couples的number。

。

<5>Utility>vertexdistance——选择2个vertex，输出窗口中会显示出它们之间的距离。

<6>Utility>geometricrange——计算几何的范围。

A、vertexset、allvertices——输出窗口中会显示出最大和最小的坐标以及对应的vertexnumber。

B、cellset、allcells——输出窗口中会显示出最大和最小的坐标以及对应的cellnumber。

C、boundaryset、allboundary——输出窗口中会显示出最大和最小的坐标以及对应的boundarynumber。

通过打开plot>number>boundary，并点击屏幕上方的bound按钮才能看见boundarynumber。

D、splineset、allsplines——和splines有关。

<7>Utility>count——统计有关cells、vertices、couples、boundaries、blocks、splines的相关信息。

<8>Utility>screenlocate——选择一个cellface，输出窗口中会显示出它的screen、global、local坐标。

<9>Utility>solutionmapping——没什么太大用处，只是一个设置而已。

<10>Utility>functionkeys——设置快捷键。

<11>Utility>usersubroutines——查看所有子程序的意义。

<12>Utility>extendeddata——没什么太大用处。

<13>Utility>hide/showclock——隐藏或显示程序屏幕右下角的时钟。

<14>Utility>capturescreen/savescreenas——捕捉和保存屏幕，没什么太大用处。

2、checkandfixgrid——对网格进行各项检查和修正

<1>checkgrid——对cells进行检查，同时可以设置是否创建一个新的cellset，这个cellset包含所有未通过检查的cells。

这项功能和tools>checktool有关联（checktool提供了更多的功能，比如列出所有未通过检查的cells）。

A、aspectration——长宽比，越接近1越好。

输出窗口中提到它们被贮存在postregister4中。

通过List>postregisters中可以详细查看每个cells的长宽比以及最短边和最长边的值。

B、centroid——此项功能主要检查cells的质心位置是否位于ownvolume之内，out选项仅仅检查质心位置是否位于ownvolume之外，in选项仅仅检查质心位置是否位于其它的cells之内（该项功能可以看出是否存在cells，它的volume与其它cells的volume重叠），both包含上述2项。

C、collapsedfaces——检查是否有collapsedfaces存在。

可以参考uesrguide。

D、concavecells——检查是否cells表面有凹陷存在，可以将那些有缺陷的网格挑选出来，输出窗口中提到它们被贮存在postregister4中（1代表凸起，－1代表凹陷）。

E、connectivity——检查是否所有的网格都彼此正确连接，也检查是否cellface同时作为couple的一部分，并连接上了另外一个non-couplecellface。

输出窗口中提到它们被贮存在postregister4中（0值表示该cell没有被检查到）。

F、couplinginterface——该项功能仅仅用于modelsusingSTAR-CD’scoupledfluid-structurefacilities。

G、cracks——检查网格的不连续性，也就是cracks。

输出窗口中提到它们被贮存在postregister4中（1代表nocrack，－1代表crack）。

H、doublecells——检查是否有重合的cells存在，它们由相同的vertices组成。

I、doublevertices——检查是否有重合的vertices存在，重合的vertices仅仅允许在非六面体网格中存在。

J、facearea——检查cells的面积，非常小的面积会导致计算出现问题，应该避免。

输出窗口中提到它们被贮存在postregister4和5中。

Value选项输出的是有关cells的最大和最小面积值；ration选项输出的是最小/最大面积的比值，它们都可以对上限进行设定。

通过tut3.1测试，此项检查发现了不合格的cells（选项为ration，小于该值设定上限的cells都被放入了cellset中），直接点击cellplot可以看到。

K、facewarpage——检查面的扭曲变形。

主要是检查组成cellface的vertices不在一个平面上的程度，warpage主要是通过组成cellface的两个三角形面上的面法线之间的夹角来度量的，可以参考说明。

当面是平面时，warpage值为0。

输出窗口中提到它们被贮存在postregister中（显示了每个cell的六个面上的warpage值）。

L、internalangle——检查cell的内部角度，实际上也就是cellface上的edge的夹角。

输出窗口中提到最差的夹角、最小的夹角、最大的夹角分别被贮存在postregister4、5、6中。

M、left-handedcells——检查不正确的cells，正确的cells应该是right-handed。

N、negativevolume——检查负体积的网格，也可以输入一个小的正值在volumelimit中，通过检查去定位那些不是非常合理的网格。

（但它们并不是负体积）

O、tetrahedronquality——和四面体网格有关。

<2>fixgridproblems——提高网格质量或修正网格问题，一般选择“holdsurface”。

3、primaryvariables中equationstatus、solversparameters、differencingscheme具体参数的含义。

<1>、equationstatus——有关流体变量，包括变量的流体性质。

决定是否需要计算某个流体变量或流体性质。

<2>、solversparameters——对流体变量和流体性质的控制参数进行说明，包括under-relaxationfactors（亚亚松弛因子）、calculationsweeps、residualtolerances（残差）。

A、Single-PhaseandLagrangianTwo-PhaseModels（单相流或拉格朗日两相流）——默认的亚松弛因子、calculationsweeps、残差对于大多数的模型都足够了，然而对于具体的模型也可以进行修改。

inneriterations——称之为‘sweeps’,去避免和outeriterations混淆。

outeriterations——也就是通常我们所说的迭代次数。

从userguideP1-16table1-1、1-2、1-3、1-4中可以看到它们的相关标准。

当残差值减小的时候（比如从0.01～0.001），也应该增加numberofsweeps来提高精度。

PISO算法（SIMPLE算法和其类似）在执行每一次（或者说iteration）step的时候，会伴随着大量的修正，大量的修正和sweep的decisions是分别根据tolerances和upperlimits来决定的。

这里提到的（residualtolerance）残差是指solvertolerance，而setruntimecontrols中提到的maxresidualtolerance是指maximumresidualerrortolerance。

它们应该是有区别的。

针对博士论文具体情况，residualtolerance有时候可以改小一点，比如0.001或0.0001。

<3>、对于变量所采用的差分格式进行说明。

对于所有的变量来说默认的差分格式是UD，除了density是CD。

CD、LUD、QUICK格式可以combined（‘blended’）withUD。

blendingfactors的使用方法有2种，fixed为使用固定的blendingfactors（融合因子），user为通过子程序使用一个可变的blendingfactors。

默认的差分格式是一阶UD，如果选择高阶差分格式，blendingfactor可以blend高阶差分格式和UD差分格式来增加stability。

针对博士论文而言，差分格式基本不用修改。

4、Post>caverage的含义。

自动平均计算所有加载的cellvalues（All）或者说当前的cellset（Cset）togivevertexvalues。

Post>caverage和上面类似，只不过换成了vertex。

5、Graphs>extract/graphdata。

<1>fielddata——通过从模型文件mdl和结果文件pst、pstt中提取几何体信息和流体变量信息来创建fielddatagraphs。

具体的分为3个步骤：

（一）、需要从模型的哪里得到数据

（二）、需要哪种数据

（三）、想要怎么样显示结果

Selectdataalong

A、line——用一条包含n个均匀分布sensors的直线来显示，这里n指Totalnumberofdatapointsbox。

可以选择坐标系统。

定义这条线的长度可以通过“Endpoints”方法或“Origin&Vector”方法，“Endpoints”方法——pick方法采用鼠标在屏幕中分别选取起点和终点（是在有模型的屏幕中），vertex是输入vertexnumber，specify是指定坐标位置。

“Origin&Vector”方法——要求指定原点，长度（单位为米）以及矢量的方向。

B、arc——用一条包含n个均匀分布sensors的圆弧来显示，设置的方式和line类似。

只不过坐标系统变成了cylindrical。

C、spline——用一条包含n个均匀分布sensors的spline来显示，如果spline存在，输入它的number，如果它不存在，点击“GoToCreateSplines”，然后进行定义。

Spline的创建很简单，先创建几个点，然后连接就可以。

D、SectionPerimeter—n个sensors沿着周界均匀地分布在当前sectionplane。

如果它并不存在，可以通过panel’ssection-definitionfacilities当场创建，有点类似于CreatePlotspanelandaredescribedundertopicSinglePlanePlot。

E、EntireCellSet—sensors被定义在当前cellset上每一个cell的质心。

F、EntireVertexSet—sensors被定义在当前vertexset上每一个vertex的位置。

DataType——决定你所获得的fielddata。

通过点击gotoloaddata，选择所需要的fielddata（vector或scalar都可以），然后getdata，再通过点击“viewpostregisters”可以查看到刚才所获得的fielddata被存储在哪一个register中，然后再进入gotofielddata，在“postdatatoload”中选择上面存储的register。

LoadRegisters——没什么实际意义。

GraphData——如果前面Selectdataalong选择的是line，那么所显示的data指沿着这条线，从起点到终点。

经过观察，和createplots中基本吻合（可通过specify指定一些直线来验证）。

另外distancealongline的x轴值指的是这点到起点的距离（因此它是从0开始计数的），x－axis的x轴值指的是这点所对应的x轴值（因此它可以不是从0开始计数）。

相应的y－axis、z－axis也是如此。

如果前面Selectdataalong选择的是arc，那么specify中R、THETA、Z都是针对原点而言的。

经过比较可以看出，即使line和art的起点与中点相同，它们所显示出来的数据也是不一样的。

（虽然我并不知道这个圆弧的具体形状）

<2>ExternalData——读入已经存储在外部的数据，或者说将存储的数据输出为一个外部的文件。

暂时没有什么太大用处。

<3>Residual/monitoredHistoryData——显示historyofsolutionresidualvalues（或rate-of-changevaluesfortransientcases），处于monitoringlocations的流体变量也可以显示。

可以分别显示Residual/monitored，也可以对迭代次数进行小范围的显示。

<4>EngineeringData——它的作用是在选择的boundaryregions或meshsub-domains上监控solution的过程，通过显示各种不同类型的变量（前提是在monitorengineeringbehavior>monitorboundarybehavior中在boundaryregions上选择了监控的变量）。

如果在monitorboundarybehavior中对好几个boundaryregions的变量进行了监控，那么这里也会出现好几个对应的boundaryregions。

对于稳态而言，坐标x轴为iteration，对于瞬态而言，坐标x轴为timestepnumber。

Read—可以选择Boundary或Cell，这和前面monitorengineeringbehavior相对应，因为monitorengineeringbehavior下面存在2个选项，monitorboundarybehavior和monitorcellbehavior。

以tut3.2为例，由于前面设置了在monitorboundarybehavior中监视5＃boundarywall的force选项，可以通过post-processing>praphs>extract/graphdata>engineeringdata进行观察（是否收敛到了一个稳定值），tut.erd文件包含了所监视的force的信息。

可参考starcd例子P3-38。

这里如果也监控了其它的选项，那么一样可以采用这种办法来查看。

Range——也可以对迭代次数（或timestep）进行小范围的显示。

Scale的意思是对数据进行缩放，offset的意思是对数据进行了偏移（可以仔细查可能y轴的坐标）。

0、＋、－的意思暂时不是很清楚（但是应该不是很重要）。

<5>AnalysisHistoryData——显示瞬态变量的变化过程，前提是必须载入数据。

Cellnumber（或者是vertexnumber）指显示的是这个位置的流体变量的变化过程，经常需要对“startingregistertostoredata”和“Startinglocationtostoredata”进行设置，通常选择“specify”，还经常“gotoCustomizeGraphs”去设置axis>Y－axisparameters。

如果出错，可以多注意一下输出窗口中的错误说明。

也可以对time（或timestep）进行小范围的显示。

这里专门对利用该功能查看“博士论文pstt结果”进行一下说明——只能分阶段进行查看（1～5），也就是pst必须和pstt相对应，例如分阶