本教程模型通过一个催化剂几何体流动。

几何如下所示。这个几何体中心的催化剂材料已建模为长 0.03 m 、直径为 0.1 m 的圆柱形多孔区。

在多孔区域内，每单位长度的理论压降可使用公式来确定：

其中v为经过介质的表观速度，Pi，Pv为定义多孔阻力的系数，分别称为惯性阻力和粘性阻力。

1.启动Simcenter STAR-CCM+。

2.从菜单栏选择新模拟选项。

3.从菜单栏中选择文件>导入>导入体网格。

4.在打开对话框中，导航至已下载教程文件的incompressibleFlow文件夹，然后选择文件catalyst.ccm。

5.单击打开以开始导入。

6.将该新模拟另存为isotropicPorousMedia.sim。    

最初的网格在构建并未缩放，因此需要缩放以使多孔区的尺寸为 0.1 x 0.03 x 0.1 米。

要确定多孔区的当前尺寸：

1.在菜单栏中选择网格>诊断。

2.在网格诊断对话框中，取消流体，然后单击确定。    

输出窗口中显示的多孔区尺寸大约为：X 方向 -0.5 - 0.5，Y 方向 0.435 - 0.735 ，Z 方向 -0.5 - 0.5。

3.从菜单中选择网格>比例缩放网格。

4.在比例缩放网格对话框中，选择流体和多孔区域。

5.输入值0.1，作为比例因子。

6.要缩放域，请单击应用。网格区域尺寸会缩小。    

7.单击关闭。

8.单击可视化工具栏中的（重置视图），以在屏幕中恢复以前的缩放域的视图距离。

要确认已经应用缩放，可执行网格诊断检查并查看输入值。

1.要为连续体提供更合适的名称，请将连续体>物理 1节点重命名为空气。

2.对于物理连续体连续体>空气，按顺序选择下列模型：

3.禁用自动选择推荐物理模型。

4.选择下列模型，依次是：

5.要查看所选模型，展开空气>模型节点。

6.保存模拟。

1.选择区域>流体>边界>入口>物理条件>湍流指定节点，然后将设为强度 + 特征长度。    

2.编辑入口>物理值节点，然后设置下列边界条件：

1.选择区域>多孔节点，然后将设为多孔区域。    

2.选择多孔>物理条件>湍流指定节点，然后将设为强度 + 长度尺度。

3.选择物理值>湍流强度节点，然后将更改为0.1

4.选择物理值>多孔惯性阻力节点，然后将设为各向同性张量。

5.选择多孔惯性阻力>各向同性张量>各向同性分量节点，然后将设为25kg/m4。

6.选择多孔粘性阻力节点，然后将设为各向同性张量。

7.选择多孔粘性阻力>各向同性张量>各向同性分量节点，然后将设为1500kg/m3-s。

8.保存模拟。

1.右键单击监视器>多孔区域压降监视器节点，然后选择根据监视器创建停止条件。    停止条件节点中出现一个名为多孔区域压降监视器条件的新节点。

2.选择多孔区域压降监视器条件，然后将更改为渐进。

3.选择渐近极限节点。确保复选框被激活，并将更改为0.02

运行该分析，直至多孔区域压降监视器中的变化达到 10 次连续迭代小于 0.02 Pa 的范围。由于上游交界面的压力预计量为 100 Pa ，只有在求解几乎达到收敛的时候才会出现这种情况。         

1.单击顶部工具栏中的（运行）。

1.右键单击报告>多孔区域压降节点，然后从菜单中选择运行报告。

由本报告产生的值显示于输出窗口，为 138.59 Pa。

要确定理论压降：    

2.右键单击质量流率节点，然后选择运行报告。

整个多孔区的质量流率是 2.91E-02 kg/s。由于流体密度是 1.18415 kg/m3并且多孔区的横截面积是 0.00786 m2，该值与通过该区域的 3.12 m/s 表面速度相对应。将这个表面速度代入dx= L = 0.03 m 的文章开头的公式中，得出整个多孔区的压降为 147.75 Pa，这意味着计算出的压降在理论压降 10% 内。这可以接受，因为理论压降公式假定多孔介质中恒定的表面速度。在这个比较中，您已使用一个基于质量流率的平均速度值，表明理论值仅近似于实际压降。