【Star CCM+实例】开发一个简单的计算流程.md

流程开发在CAE过程中处于非常重要的地位。

主要的作用可能包括：

• 将一些经过验证的模型隐藏在流程中，提高仿真的可靠性
• 将流程封装成更友好的界面，降低软件的学习周期

流程开发实际上需要做非常多的工作，尤其是复杂的工程模型，这涉及到计算过程中模型的验证，如网格验证、物理模型验证、模型参数验证、计算结果验证等，而且还需要在验证的基础上对计算流程进行反复修正，最终形成较为标准化的模型用于流程开发。今天的案例比较简单，因此省略了前面的流程验证工作。

本次流程开发工作在STAR CCM+ 1106版本下完成

1 案例描述

要计算的案例如图所示。

2 建立模型

本案例模型在STAR CCM+中创建。

• step 1:启动STAR CCM+
  
  启动STAR CCM+，新建一个Simulation，保存工程。

• 选择工具栏按钮中的录制宏按钮，保存宏文件为createGeometry.java

• 右键选择树形节点Geometry > 3D-CAD Model，选择New打开几何创建界面，如下图所示
  
  

• 在几何操作模块中，右键选择节点Features > XY,选择菜单Create Sketch在XY平面上创建草图

• 在草图中创建一个半径0.01m的圆，如下图所示

• 关闭草图面板返回至模型操作，鼠标右键选择树形节点Sketch 1，选择弹出菜单Extrude进行草图拉伸

• 在弹出的参数设置界面中，设置拉伸长度Distant为1m,，如下图所示

• 点击按钮Close 3D-CAD关闭建模面板
• 右键选择模型树节点Geometry > 3D-CAD Models > 3D-CAD Model 1，选择菜单New Geometry Part，在弹出对话框中采用默认参数，点击OK按钮关闭对话框。

• 右键选择树节点Geometry > Parts > Body 1> Surfaces > Default，选择菜单Split By Part Curves...

• 在弹出的对话框中，选择Part Curves为Default，如下图所示，点击OK按钮确认操作

• 更改模型树节点名称Default为wall，default 2为inlet，default 3为outlet
• 右键选择模型树节点Geometry >Part > Body 1，选择菜单Assign Parts to Regions...

• 在弹出的菜单中，进行如下图所示选择，点击Apply及Close按钮确认并关闭对话框

• 结束宏的录制，至此几何创建完毕。

此时可以用文本编辑器打开之前创建的createGeometry.java文件，查看里面所记录的内容。删掉其中一些没有用的语句，并对程序进行重构整理，该整理成函数的整理成函数，该参数化的参数化。这里要参数化的变量很少，只有半径和长度两个物理量。

注意：由于每一步操作均会生成java语句，因此为避免生成过多没用的语句，建议在正式录制之前多练习几遍，务求尽可能少一些无用操作。

3 制作流程

• 启动Netbean，选择菜单文件 > 新建项目，启动项目创建对话框，在 其中选择项目类别为Java，选择项目为Java应用程序，点击下一步按钮

• 设置项目名称为MacroDemo，取消创建主类前的复选框，点击完成按钮创建工程

• 右键选择树形节点默认包，选择菜单新建 > Java包...，创建Java包GUI，相同的步骤创建另一个包Macro

之所以创建不同的包，主要是为了方便文件管理，其实也可以不创建包的。

• 右键选择节点GUI，选择菜单新建 > JFrame窗体...

• 如下图所示，设置类名为MacroWindows，点击完成按钮创建窗体

• 切换到设计视图，利用工具箱中的控件构建如图所示的GUI界面

• 修改管道长度后的文本框变量名称。右键选择该控件，选择更改变量名称...选项，设置名称为JTextField_PipeLength。相同的方法设置管道半径文本框名称为JTextField_PipeRadius，设置创建几何按钮的变量名称为JButton_CreateGeometry

变量名称很重要，后面创建事件时要用到。

• 先添加STAR CCM+的java库。具体添加过程可参阅博文：创建带GUI的STAR CCM+ Macro

• 双击创建几何按钮进入代码编辑，如下图所示，添加引用及代码：

import star.common.Simulation;
private Simulation sim = null;
public MacroWindows(Simulation Simlocal){
     initComponents();
     this.sim = Simlocal;
}

• 创建Macro类RunMacro。右键选择树形节点Macro，选择菜单创建 > Java类...，创建新的类取名为RunMacro

• RunMacro类的内容如下：

package Macro;
import GUI.MacroWindows;
import javax.swing.JFrame;
import star.common.Simulation;
import star.common.StarMacro;

public class RunMacro extends StarMacro{
    @Override
    public void execute() {
        Simulation sim = this.getActiveSimulation();
        MacroWindows mw = new MacroWindows(sim);
        mw.setVisible(true);
        mw.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);
    }
}

下面回到MacroWindows类中添加功能。录制的宏文件很长而且没有参数化，这里需要将其封装成一个函数，包含两个参数：管道的长度及管道的半径。

• 在MacroWindows类中创建函数createPipe，将录制的java文件粘贴进去

privite void createPipe(double radius, double length)
      ...
    //创建半径为radius的圆
    RadiusDimension radiusDimension_0 =
      sketch_0.createRadiusDimension(circleSketchPrimitive_0, radius, units_0);
      ...
//设置拉伸长度为length
   extrusionMerge_0.getDistance().setValue(length);

• 代码粘贴后可能会存在一些引用问题，如下图所示，利用netbeans消除这些引用错误

• 修改MainWindows类中的JButton_CreateGeometryActionPerformed函数

    private void JButton_CreateGeometryActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {
        // TODO add your handling code here:
        double radius;
        double length;

        try {
            radius = Double.valueOf(JTextField_PipeRadius.getText());
        } catch (NumberFormatException e) {
            radius = 0.01;
        }

        try {
            length = Double.valueOf(JTextField_PipeLength.getText());
        } catch (NumberFormatException e) {
            length = 0.1;
        }
        createPipe(radius, length);
    }

• 构建工程。右键选择树节点MacroDemo，选择菜单清理并构建

4 流程测试

• 启动STAR CCM+，新建一个工程文件
• 选择菜单Tool> Options，选择Environment，设置User Macro ClassPath为前面创建工程的路径，如下图所示，点击Close按钮关闭对话框

• 选择启用宏文件按钮，打开宏文件RunMarco.java
  
  

• 点击按钮创建几何