STAR-CCM+除霜解析教程详解

本篇教程详细介绍了STAR-CCM+软件在汽车挡风玻璃除霜过程中的应用与解析方法。首先，概述部分解释了霜的形成条件，即当车辆外部温度低于露点且低于水蒸气的凝固点时，会在玻璃表面形成霜冻。通过CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）方法，STAR-CCM+能够模拟除霜过程，帮助设计者评估不同吹风口的效果、预测不同结霜厚度下的除霜时间和分析影响除霜效率的因素。这种方法相比实验成本低，而且能得到丰富的数据。 教程分为以下几个步骤： 1. 解析模型介绍：涉及乘员舱（空气域）与挡风玻璃（固体域，可能有已形成的冰层）之间的交互，以及热空气吹入和空气流出的情况。模型构建时，对玻璃层进行简化处理，只考虑空气流动，以加快计算速度。 2. 解析方案：解析过程通常分为两个阶段： - 稳态计算：只针对空气域，不考虑玻璃，生成稳定的空气流场作为后续非稳态计算的初始条件。 - 非稳态计算：将玻璃纳入求解范围，进行完整的流动和换热分析，并开启除霜模型，进行实际除霜过程的模拟。 3. 稳态解析设定： - 新建解析：基于预先准备的体网格开始稳态计算。 - 导入网格：加载空气域和玻璃域的网格模型。 - 确认几何：确保模型几何形状准确无误。 - 空气域物理模型设置：包括设置边界条件、材料属性等，为计算提供必要的参数。 通过这些步骤，设计者可以使用STAR-CCM+来优化汽车除霜系统的设计，提高驾驶安全性，同时节省研发成本。附录中还提供了除霜模型的详细介绍、如何设置玻璃层网格以及相关国家标准参考，确保模拟结果符合实际工程标准。整个教程旨在帮助用户理解和掌握STAR-CCM+在汽车除霜问题上的应用技巧。