Star CCM+ 如何创建自己的物性参数数据库

Star CCM+提供了常见物质材料的物性参数,在设置物理模型时可以直接选用替换默认物质材料即可,但这些数据基本都是常数参数,对于特殊物质以及变化参数则需要自己根据具体情况进行修改。如果在工作中经常用到的物质则可以建立自己的物性参数数据库,Star CCM+提供了该功能。

下面以液态Na为例,说明创建物性参数数据库的过程。

首先,找到Tools -> Material Databases节点,

里面的Standard是软件自带的数据库,右键Material Databases可以看到【打开材料数据库】和【新建材料数据库】两个选项,选择【新建材料数据库】,在下面会生成一个名为【matl】的新数据库。

可以将其重命名,比例【myDatabase】,在其下面的Properties对话框中,可以修改文件名,如myDatabase,文件的后缀是mdb。File Path是数据库文件的地址,可以到这里查看数据库文件的内容。

### 超临界二氧化碳在STAR CCM+中的模拟 超临界二氧化碳(sCO₂)由于其独特的物理性质,在许多工业应用中备受关注,特别是在能源转换系统、化学反应工程以及先进冷却技术领域。为了有效模拟超临界条件下的流动特性及其与固体结构之间的相互作用,采用STAR CCM+这样的高级计算流体动力学(CFD)工具是非常必要的。 #### 设置超临界状态物质属性 当处理像超临界二氧化碳这样具有复杂热力学行为的工作介质时,准确定义材料属性至关重要。STAR CCM+允许用户通过内置数据库或自定义函数来指定特定温度和压力范围内的密度、粘度和其他相关参数[^1]。 ```cpp // 定义超临界二氧化碳的物性模型 MaterialProperties sCO2Props; sCO2Props.setDensityFunction("rho(T,P)"); sCO2Props.setViscosityFunction("mu(T,P)"); ``` #### 创建几何模型并划分网格 对于任何CFD分析而言,建立合适的几何形状并与之匹配高质量的网格都是至关重要的步骤之一。针对具体应用场景设计合理的三维模型,并利用STAR CCM+强大的前处理器功能完成自动化网格生成过程。 #### 应用边界条件及求解设置 根据实际操作环境设定入口速度/质量流量、出口背压以及其他可能影响内部流动场分布的因素作为外部约束条件;同时选择恰当的时间积分方案以确保数值稳定性与收敛效率。 ```cpp // 设定入口边界条件 BoundaryCondition inletBC; inletBC.setType("Velocity Inlet"); inletBC.setValue("velocity", "V_in"); // 出口边界条件 BoundaryCondition outletBC; outletBC.setType("Pressure Outlet"); outletBC.setValue("pressure", "P_out"); ``` #### 实现双向耦合仿真流程 正如所提到的技术细节所示,要实现完整的流固耦合(FSI),可以考虑将STAR CCM+与其他有限元分析软件(如Abaqus)相结合来进行联合仿真实验。在此期间,两者间的数据传递机制需特别注意同步性和精度控制,从而保证整个系统的稳定运行。
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