如何利用Star-ccm+做出炫酷的动态云图

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了在动力电池仿真中，如何通过STAR-ccm+两相流模型下的VOF模型生成液冷系统内冷却液的温度随时间变化的云图。首先，需要调用VOF模型，该模型建立在固定的欧拉网格下，用于追踪不同流体的交界面。然后，根据相体积分数，将适当的属性和变量分配给每个控制单元。接着，设置进口和出口两相材料的体积分数，定义进口质量流量值，选择物理模型，定义材料特性，定义相间相互作用。最后，进行后处理，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，导出图片并制作成GIF动图。

在动力电池的仿真中，常常需要观察液冷系统，或者说电芯的温度随时间变化的一个云图，那么怎么样才能做出如下图这的云图尼？

首先我们就要调用STAR-ccm+两相流模型下面的VOF模型，是建立在固定的欧拉网格下的表面跟踪办法，建立在两种或者多种流体（或相）不相互混合的前提下，当需要得到一种或者多种相不相融的流体交界面时，可采用这种模型。在vof模型中，不同的流体组分共用一套动量方程，通过引进相体积分数这一变量，实现对每一个计算单元相界面的追踪。在每个控制容积内，所有相体积分数额总和为1，所以变量及其属性正在控制容积内各相共享，并且代表了容积平均值。这样，在任何给定控制容积内的变量及其属性纯粹的代表了一相或者相的混合，并且由相体积分数决定。换句话说，

在单元中，若第q相流体体积分数为a，那么可能存在以下三种情况

(1)a=0：单元里不存在第q相流体。

(2)a=1：单元里充满了第q相流体。

(3)0a<1：单元里包含了第a相流体和一相或者其他多相流体的界面

基于a的局部值，适当的属性和变量在一定范围内分配给每一个控制单

本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中设置液冷系统内的冷却液的流动状态：

1.   设置进口两相材料的体积分数：cooling water：air=1：0

2.   设置出口两相材料的体积分数cooling water：air=0：1

3.   定义进口质量流量值：44.6g/s（4L/min）

选择物理模型：流体是湍流且问题涉及多相流体和沸腾。本案例需要两种流体（水和水蒸气）。但是，由于这些流体占据相同的域，所以仅需要一个连续体和一个区域即可设置模拟。物理模型的选择如下：                                              

定义材料特性：在连续体continuum中，右键单击Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 节点，创建新相，把新相命名为cooling，在cooling节点选择流体和恒密度两种模型。同样的方式创建气相。

定义相间相互作用：定义液体和气相之间的相互作用

后处理：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0.5 s。，将Maximum Physical Time设置为60s；设置图片导出的，每计算0.5s导出一张，从0s-60s计算中导出照片，这样共计120照片，可通过其他插件把连续的照片制作成GIF动图。

图14 低温加热电芯温度变化曲线

以上是笔者关于动图的简单介绍，如详细了解可关注课程中的对应章节学习。