STAR-CCM+与流场计算

2011-10  

李明、 李明高 机械工业出版社 (2011-10出版)  

李明，李明高 编  

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　　《STAR-CCM+与流场计算》详细介绍了sTAR-ccM+软件应用于流场分析的各种功能、基本操作方法和行业应用实例。《STAR-CCM+与流场计算》共6章，第1章主要介绍流体力学基础知识，第2章主要介绍STAR-CcM+软件的安装、界面和基本操作，第3章主要介绍采用非定常计算方法进行散热器的流固耦合流场、温度场模拟分析，第4章主要介绍小汽车网格划分、采用分离式计算方法进行外流场计算和阻力分析，第5章主要介绍采用耦合式计算方法进行高速列车空气动力学性能计算、横风性能计算与分析，第6章主要介绍Fieldview软件的界面、基本功能和使用案例。《STAR-CCM+与流场计算》可供教学、科研和设计部门从事传热、流体流动等学科的教师、工程技术人员与科研人员参考，或用于软件自学用教程或参考用书。

前言第1章 计算流体力学基础11.1 流体力学的基本概念11.2 计算流体力学的基本概念31.3 流体运动及换热的基本控制方程71.4 湍流模型81.5 近壁面模型91.6 CFD求解计算的方法111.7 网格简介131.7.1 结构化网格131.7.2 非结构化网格141.7.3 混合网格16第2章 STARCCM+软件介绍172.1 软件概述172.1.1 网格形式182.1.2 STARCCM+常用的四个术语222.2 软件安装流程232.2.1 安装指南232.2.2 启动License312.3 软件界面介绍352.3.1 菜单352.3.2 工具栏382.3.3 树形菜单402.3.4 视图区402.3.5 属性栏412.3.6 输出窗口422.3.7 鼠标操作422.4 前处理工具介绍432.4.1 包面功能概述432.4.2 重构功能概述452.4.3 面网格检查和修补功能452.4.4 一些网格修复技巧512.5 体网格工具介绍572.5.1 体网格工具572.5.2 边界层设置572.5.3 体网格加密592.5.4 体网格质量标准592.6 求解器612.7 后处理622.8 辅助工具Tools672.8.1 Annotations672.8.2 CoordinateSystems672.8.3 FieldFunctions702.8.4 Materials702.8.5 Motions712.8.6 VolumeShapes71第3章 散热器的流固耦合换热模拟733.1 建立计算模型743.1.1 新建计算模型743.1.2 选择网格模型753.1.3 网格参数设定783.2 流固物理模型设定793.2.1 流体物理模型设定793.2.2 固体物理模型设定813.2.3 Region的分割843.2.4 边界条件设定873.2.5 Region模型设定903.2.6 保存模型903.3 流固耦合换热计算903.3.1 设置计算条件903.3.2 非定常计算设置963.3.3 体网格的生成1013.3.4 执行计算1013.4 计算结果后处理1033.4.1 截面设定1033.4.2 模型半透明显示1063.4.3 速度矢量图显示1083.4.4 流体截面温度云图显示1093.4.5 固体温度云图结果显示1143.4.6 获取散热器平均温度1163.4.7 窗口文本显示设定1193.4.8 非定常显示输出的设定1213.4.9 计算结果曲线127第4章 小汽车外流场计算1294.1 模型处理及网格划分1294.1.1 导入车体模型1304.1.2 包面前的模型处理1314.1.3 包面操作1424.1.4 Remesh操作1444.1.5 生成体网格1474.2 求解1634.2.1 边界条件设置1634.2.2 计算模型1654.2.3 监测曲线的设定1664.3 后处理1724.3.1 计算结果的统计1724.3.2 车体表面压力分布的显示1724.3.3 汽车中间截面流场的显示174第5章 列车空气动力学性能计算1795.1 模型处理及网格1805.1.1 车体模型的导入和组装1805.1.2 面网格生成和检查1875.1.3 体网格生成和检查1935.2 求解2095.2.1 计算条件设置2095.2.2 监测曲线和监测点的设定2125.2.3 求解参数设置2205.3 后处理2235.3.1 计算结果的统计2235.3.2 车体表面压力分布的显示2255.3.3 车体表面区域的流场显示2265.3.4 车体流线的动画显示2295.3.5 计算结果的导出2345.4 高速列车横风性能研究2355.4.1 边界条件设置2365.4.2 计算结果分析2375.4.3 侧风条件下的压力分布和流场显示240第6章 Fieldview软件介绍2446.1 Fieldview菜单栏的介绍2456.1.1 File菜单2456.1.2 Edit菜单2466.1.3 View菜单2466.1.4 VisualizationPanels菜单2476.1.5 Tools菜单2476.1.6 Help菜单2486.2 Fieldview左侧工具栏介绍2486.3 其他工具2506.4 Fieldview使用案例2526.4.1 散热器热性能计算后处理2526.4.2 F18流场显示261

版权页：插图：锋面推进法是由美国George Mason大学的Rainald Lohner和中国香港大学的SHLo发展起来的。锋面推进法在网格划分的过程中，首先要在边界上划分好三角形单元，然后再根据边界上的三角形的三个顶点计算、确定第四个顶点，最终构成新的四面体。整个网格的划分过程是从边界向流场内部推进的，推进过程中存在一个“锋面”，直到从各个边界上的锋面相遇并融合，网格划分过程才结束。在锋面推进过程中，基于原有三角形边界面得到的第四个顶点，可以是新生成的顶点，也可以是流场中原来存在的节点，究竟采用原有节点还是需要新生成一个节点，取决于对网格划分进行控制的尺度函数。在网格推进的过程中，除了要生成、确定第四顶点外，还要判断来自各个边界的锋面是否发生冲突和重叠，最后得到满足网格密度或尺度要求的网格。无论何种网格划分方法，其网格密度通常依赖于流场的结构。在流场变量变化梯度较大的地方，比如边界层内部、激波附近区域或分离线附近，需要较大的网格密度，而在流场变量较平缓的区域则可以适当减小网格密度，以节省计算机资源。网格在根据几何方法生成后，还必须进行光顺处理，即对畸变率较大的网格进行重新划分或调整。在实际的网格生成过程中，一方面可以通过网格的长宽比确定网格的畸变率，另一方面还可以通过控制每个网格节点夹角的方式控制畸变率。

《STAR-CCM+与流场计算》由机械工业出版社出版。

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有关starccm+的书非常少，而且，自己在学习软件当中确实遇到很多问题，比如：结果如何重演，输入X-Y表格，以及如何使用fieldview来优化结果输出等等。今天刚拿到书，没吃饭就开始看，由于科研急用starccm+来分析模型。但是，内容非常粗糙，而且浅陋，多半在讲软件上的一个一个的命令，也没讲为何要这样做，只是说只要你这样做结果就出来了。还不如直接看软件自带的帮助文件，即详细又多，这里只有四五个，简直是浪费钱，浪费纸张。充其量就是为了混个名声“出版了一本书”。这种作者是极其不负责任，及其的一个混才。其中，最关注的fieldview只有25页，而且，还是命令菜单的翻译，给了一个例子，但不是用starccm+的文件来讲。几个字概括这本书：浪费，粗糙，混蛋。建议卓越网要增加试读功能，否则，会有更多的这种书欺骗学生。

大家学star-ccm可以参考《汽车空气动力学数值模拟技术》这本书

个人觉得这本书偏贵。第一，书的内容太少，就是告诉你举得几个列怎么操作，图特大。内容没有发散，内容不多。第二，我的神啊，油印味好难闻啊，担心闻多了都中毒。人家的书都是书香的，这是啥啊、、、、、反正不推荐购买