[案例分析]STARCCM+入门系列之——转动的船舵

1、问题描述

本案例演示如何使用重叠网格功能和网格变形功能对船舵的转动过程构建模型。STAR-CCM+ 自动进行方格重叠过程。模型如下：

2、STAR-CCM+设置

（1）选择物理模型；本模型只有一种流体，采用k-e湍流模型，物理模型的选择如下：  

（2）在 STAR-CCM+ 中，使用运动管理器管理的运动对象来定义运动。要定义变形运动，必须创建一个变形运动对象，然后将其应用于发生变形的区域。右键单击Tools > Motions node 选择新建 Morphing，将会有一个Morphing节点出现在motion节点；选择 Regions > Rudder >Physics Values > Motion Specification 节点，设置Motion 类型为Morphing。

（3）为船舵旋转创建场函数；右键单击tools > Field funtion节点，然后选择新建 > 矢量，创建旋转速度和旋转角度等场函数；

（4）设置边界类型；本案例把流体域分为两个域，一个是固定，一个是船舵。为能够在两个区域之间创建重叠交界面，将重叠网格类型分配给重叠区域中的至少一个边界。此边界类型应用于重叠区域的所有边界表面，这些表面嵌入在背景区域内，不是船舵的一部分。对于与固定域的边界共平面的重叠区域的边界，必须为其指定相同的边界类型。本案例流体域边界设置速度进口，压力出口，船舵的侧面和底部设置成overset边界，设置类型如下：

（5）创建耦合区域；同时选择Regions> Fixed和Rudder节点，右键单击选择CreateInterface > Overset Mesh；一个新的交界面节点随即出现在模拟树中，其下有一个名称为重叠网格1 的子节点。

（6）设置船舵旋转；在Rudder节点，每个边界节点的Physics Values > MorpherRigid Boundary Motion节点，将RigidMotion类型，选择为rotation；

（7）由于本模拟是瞬态模拟，因此需要设置时间步、各时间步内允许的最大内部迭代次数以及获得求解所用的总体物理时间。选择Solvers> Implicit Unsteady节点，然后将时间步设为0.0025 s。，将Maximum Physical Time设置为2s；

（8）运行模拟；计算结果如下：

船舵速度变化
网格变形
船舵压力变化

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