Star-CCM+-FieldFunction函数建立

APPENDIXAPPENDIXD:FieldFunction函数下面介绍FieldFunction函数。1.关于FieldFunction2.例子：根据框体内的芯片温度调整流入速度3.FieldFunction函数的例题集APPENDIX１．关于FieldFunctionFieldFunction定义STAR-CCM+的各个控制体的物理量的函数。应用于计算结果处理以及输入条件设定。FieldFunction有两种类型。标量：温度，圧力等标量值适量：速度，剪切力等矢量值用户可以自定义各种FieldFunction。可以直接参照调用既存的FieldFunction。创建Report后，自动生成对应的FieldFunction，可以和既存的FieldFunction同样被调用。参照调用方法标量：$SCALAR矢量：$$VECTOR矢量的各成分：$$VECTOR[0]，$$VECTOR[1]，$$VECTOR[2]APPENDIX①FieldFunction的名称，在云图中调用显示。②FieldFunction的类型。③通过调用FieldFunction名称提取物理值。温度值：通过$Temperature提取取得标量值的例子：温度1231APPENDIX①FieldFunction的名称，在云图中调用显示。②FieldFunction的类型。③通过调用FieldFunction名称提取物理值。速度通过$$Velocity提取速度的成分作为标量值提取ｘ成分：$$Velocity[0]ｙ成分：$$Velocity[1]ｚ成分：$$Velocity[2]取得矢量值的例子：速度1231APPENDIXFieldFunction中可以使用下面的java运算式。四则运算$a+$b加法（实数a,b的和）$a-$b减法（实数a,b的差）$a*$b乘法（实数a,b的积）$a/$b除法（实数a,b的商）数学函数abs($a)实数a的绝对值sqrt($a)实数a的平方根pow($a,$b)实数a的乘方（a的b乘方）exp($a)实数a的Exponential函数（e的a乘方）log($a)实数a的自然对数（底为e的对数）log10($a)实数a的常用对数（底为10的对数）fmod($a,$b)实数a除实数b后的余数mod($a,$b)实数a除实数b后的余数min($a,$b)实数a,b的最小值max($a,$b)实数a,b的最大值ceil（$a）大于实数a的最小整数floor（$a）小于实数a的最小整数grad（$phi）标量函数的phi梯度（Gradient)：∇phi※详细的计算公式参照后面的TipsAPPENDIX三角函数sin($x)实数x的正弦函数cos($x)实数x的余弦函数tan($x)实数x的正切函数asin($x)实数x的反正弦函数acos($x)实数x的反余弦函数atan($x)实数x的反正切函数atan2($x,$y)实数x/y的反正切函数sinh($x)实数x的双曲正弦函数cosh($x)实数x的双曲余弦函数tanh($x)实数x的双曲正切函数矢量函数mag($$u)矢量u的绝对值:|u|mag2($$u)|u|的平方unit（$$u)和矢量u同方向的单位矢量：u/|u|dot($$u,$$v)矢量u,v的内积：u・vcross($$u,$$v)矢量u,v的外积：u×vcurl($$u)矢量u的旋度（Rotation）：∇×u※詳細的计算式参照后面的Tipsdiv($$u)矢量u的散度（Divergence）：∇・u※詳細的计算式参照后面的TipsFieldFunction中可以使用下面的java运算式。APPENDIX条件运算$a==$b实数a和实数b相等$a!=$b实数a和实数b不相等$a$b实数a比实数b大$a$b实数a比实数b小$a=$b实数a在实数b以上$a=$b实数a在实数b以下A&&B条件式A以及条件式B同时满足A||B条件式A或者条件式B满足zuyuxuuuuyuxuxuzuzuyuuuuzyxzyxxyzxyz∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇=∂∂−∂∂∂∂−∂∂∂∂−∂∂=×∇=∂∂∂∂∂∂=∇=div,,rot,,grad的散度矢量的旋度矢量的梯度矢量φφφφφφ[Tips]梯度・旋度・散度FieldFunction中可以使用下面的java运算式。APPENDIX计算例定义2.5＋3.02.5+3.0scalar＋3.0$scalar+3.0scalar－3.0$scalar-3.0scalar×3.0$scalar*3.0scalar÷3.0$scalar/3.0scalar的3次方pow($scalar,3.0)scalar的平方根sqrt($scalar)sin（scalar）sin($scalar)vector的绝对值mag($$vector)APPENDIX以下的计算式根据FieldFunction函数中的条件真伪定义值。[例1]($a0)?$b:$c[解释]如果ａ0，取b的值，反之取ｃ的值。[例2](mag($$v)10)?mag($$v):10[解释]如果|v|10，取|v|的值，反之取值为10。这里，|v|为矢量v的绝对值。[例3]($t=10||$t=20)?0:10[解释]如果t≦10或者t≧20，取值为0，反之取值为10。[计算式]([条件式])?[真的值(式)]：[伪的值(式)]APPENDIX2例：根据框体内的芯片温度调整流入速度下面说明在以下的共轭传热计算模型中，使用report和FielsFunction功能设定「根据框体内的芯片温度调整流入速度」的方法，这里省略生成网格和设定计算条件的操作流程。[操作流程]1.创建提取Chip温度TCHIP（空间分布的最大值）的Report。2.创建新的FieldFunction函数（Inlet_Velocity）3.实施计算速度入口境界流入速度TCHIP＜305[K]：0.1[m/s]TCHIP≧305[K]：5.0[m/s]流入温度：300[K]压力出口边界Chip发热量：2.4[W]初始温度：300[K]APPENDIX[创建FieldFunction的要点创建Report后对应的FieldFunction函数自动生成，可以和既存的FieldFunction函数同样被调用。该例子使用该功能，具体操作流程如下。（1）创建Report后生成提取Chip温度TCHIP（空间分布的最大值）的FieldFunction函数。（2）利用（1）FieldFunction函数定义流入速度如下：([TCHIP的FieldFunction的值]305)?0.1：5流入口的速度设置如下。Chip温度TCHIP低于305[K]时：0.1[m/s]Chip温度TCHIP高于305[K]时：5.0[m/s]Chip温度と流入速度と的関係APPENDIX2.1.创建提取Chip温度的Report创建提取最大值的Report。1APPENDIX2.1.创建提取Chip温度的Report修改新创建的Report的名称为[chip]。选择Report[chip]的目标物理量和提取对象。12345APPENDIX2.1.创建提取Chip温度的Report针对Report[chip]生成Monitor和Plot。修改上述操作中生成的Monitor[chipMonitor]的trigger设定。※该操作设定Plot中显示Chip温度（空间分布的最大值随时间变化的值，可以省略。．132APPENDIX2.2.创建新的FieldFunction函数创建FieldFunction函数(Inlet_Velocity)。12APPENDIX2.2.创建新的FieldFunction函数设置FieldFunction函数(Inlet_Velocity)的类型，函数名称。241356APPENDIX2.2.创建新的FieldFunction函数确认提取Chip温度的空间分布最大值的FieldFunction函数名称。12①选择FieldFunction函数的列表中的[Report：Report名]。※Report名为chip，因此此处选择FieldFunction函数名为Report：chip。属性窗口中确认函数名称。本次提取的函数名为chipReport。[注意]函数名有大写文字和小写文字的区别。APPENDIX2.2.创建新的FieldFunction函数定义FieldFunction函数Inlet_Velocity。1234确认是否发生Syntaxerror。定义FieldFunction函数($chipReport305)?0.1：5APPENDIX2.3.利用FieldFunction函数设定流入口的流入速度速度利用前面定义的FieldFunction函数设定流入口的流入速度速度。1234APPENDIX2.4.实施计算运行计算后的结果如下所示。37.0305.Chip温度随时间变化速度云图流入速度上升APPENDIX3．FieldFunction函数例题集下面介绍5个FieldFunction函数的例题。[例题1]根据坐标范围设定初始化温度[例题2]根据条件分歧设定随时间变化的流入速度[例题3]利用三角函数设定随时间变化的流入速度[例题4]利用参考坐标系的成分设定流入速度[例题5]提取固体内热流矢量APPENDIX领域Ω的初始温度＝300［K］其他领域的初始温度＝280［K］领域Ω为绝对坐标x，y，z值满足以下条件的领域空间。-0.6≦x≦0.2，0.7≦y≦1.3，-0.3≦z≦0.4[例题1]如何利用FieldFunction函数设置初始条件？领域ΩAPPENDIX[例题1的解答]创建FieldFunction标量函数T_INIT，量纲设定为[温度]，函数名设定为T_INIT。各坐标值通过x坐标：$$Centroid[0]，y坐标：$$Centroid[1]，z坐标：$$Centroid[2]取得。定义FieldFunction函数T_INIT如下：设定初始温度为FieldFunction函数T_INIT。(($$Centroid[0]=-0.6&&$$Centroid[0]=0.2)&&($$Centroid[1]=0.7&&$$Centroid[1]=1.3)&&($$Centroid[2]=-0.3&&$$Centroid[2]=0.4))?300：280APPENDIX[例题2]如何根据条件分歧设定随时间变化的流入速度流入速度[m/s]＝ｔ：时间[s]ｔ4.0(ｔ－1)＋1.05.0(ｔ≦1.0)(1.0＜ｔ＜2.0)(2.0≦ｔ)012345600.511.522.53時刻[s]速度[m/s]APPENDIX[例题2的解答]创建FieldFunction标量函数V_IN，设定量纲为[速度]，函数名为V_IN。时间函数为通过$Time取得时间，定义FieldFunction函数V_IN如下：速度入口边界的速度设定选择FieldFunction函数V_IN。($Time=1.0)?$Time:(($Time2.0)?4.0*$Time+1.0:5.0)APPENDIX[例题3]如何利用三角函数设定随时间变化的流入速度?流入速度[m/s]＝4.0＋0.5sin100πｔｔ：时间[s]，π：圆周率33.23.43.63.844.24.44.64.8500.010.020.030.040.050.060.07時刻[s]速度[m/s]APPENDIX[例题3的解答]创建的FieldFunction标量函数PI，量纲的設定为[无量纲]，函数名设定为PI。圆周率可以为π＝4.0arctan(1.0)，定义FieldFunction函数PI如下：这里FieldFunction函数PI的计算值为常数3.141592…。继续