StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)

案例:前挡风玻璃除霜分析

分析工况:

-车窗外结冰厚度为0.5mm

-车窗除雾风管进风流速8m/s

-成员舱为简化舱室。

-车内温度30℃

-车外温度-3℃

考虑车内为绝热环境

观察,启动除雾风后车窗外霜层融化云图随时间变化情况。

StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)的图1

分析过程:

StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)的图2

  1. 网格划分及分配


    -.除霜除雾需要准两部分网格:

    -成员舱流体区域网格,普通四面体网格或剪裁体网格均可

    -车窗玻璃区域体网格(最好制作成标准结构化网格导入StarCCM+)

    -车窗网格需要对窗外和窗内分别定义边界条件。Example:Wall in、 wall out、 wall Side。



  2. 软件计算设置

    •1)创建物理连续体 空气的计算方程。

    先选择定常分析,制作出初步流场,在进行瞬态计算。恒定空气密度,分离流体温度, 湍流,k-e 湍流模型

StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)的图3

2)设置固体连续体,命名该连续体为Glass

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3)在固体连续体子目录里选择材料,替换材料为玻璃。

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4)创建流体区域,导入体网格.msh 格式的自动创建流体区域

自动生成网格的需要先生成流体区域,再生成网格。

5)将车窗玻璃 属性设置为 无/ 等稳态计算结束后,切换瞬态计算时候将属性改为Glass。

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流体区域之间通过 in-place 交界面连接。

固体区域和流体区域之间也通过in-plane 交界面连接

6)设置进口风量:    8m/s     温度30 度


StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)的图7设置出口位置为 压力出口 压力为0

7) 打开求解器,将能量方程冻结。

切记等切换到瞬态度结果时候解除冻结。

8) 设置最大求解步为1000步。开始稳态求解。

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3. 瞬态计算前参数设置


1)保存之前文件为 CarWindow_Steady。 之后修改流体连续体方程为 隐式不定常。

2)固体连续体确认 选择的模型。在初始条件里设置静态温度为-3℃

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3)解除处理器中冻结的能量方程

4) 设置固体区域位置属性为Glass

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5)设置Window_out ,激活除霜薄膜函数。设置冰层厚度0.5mm

设置热传递系数为: 10 W/m2K

设置环境温度为   -3℃

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6)求解器中,隐式不定常 参数设置每个时间步 为1秒

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7)制作不同时间内车窗冰层厚度变化云图。

创建标量场,零件选择固体区域,选择Window_out边界条件。

函数选择ice layer thickness valve

关闭自动范围

设置最大值最小值为 0.5mm 和0mm

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定义云图更新时间,和输出文件尺寸, 定义输出文件位置。

在云图中增补Logo ,内容为计算时间, 生成后可以手动确定Logo位置如下图所示:

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StarCCM+模型实例:汽车前挡风除霜分析(中文教程)的图15


4. 计算并查看结果

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可以观察到随着时间推移,玻璃面冰层融化后,厚度发生变化。

由于计算时间有限。不能算完所有900秒的过程。


文章来源:技术游民

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