STAR-CCM+：多时间尺寸度共轭传热案例
STAR-CCM+在14.06版本中新增了Simulation Operations功能，可以高效地实现原来的co-simulation功能，实现流固共轭传热中的多时间尺度耦合。模型描述：针对冷板设计进行多时间尺度的共轭传热仿真（Multi-Timescale Conjugate Heat Transfer）。
工具/原料
STAR-CCM+ 14.06
模型导入
1、双击桌面图标启动STAR-CCM+ 14.06程序，新建一个simulation，选择Parallel on Local Host，Compute Processes设为2，点击OK，保存模型为plate_multiscale.sim。
2、右键Geometry >3D-CAD Models > new，新建3D-CAD Model，导入CAD model，选择plate.stp。
6、将PartBody重命名为plate。选中Parts > plate > Surfaces > PartBody，右键Split by Patch，选择冷板上表面，命名为flux，点击Create。
网格划分
1、点击Operations > New > Boolean > Imprint，全选所有Part，勾选Perform CAD Imprint，Tolerance设为1e-6，右键Execute。
4、同时选中Parts下的plate和water，右键选择Assign Parts to Regions，相关设置如图。
6、点击Automated Mesh > Thin Mesher，勾选Customize Thickness Threshold属性。
8、点击Automated Mesh > Meshers > Prism Layer Mesher，Near Core Layer Aspect Ratio设为0.5。
定义Interface
1、点击Interfaces > plate/water，Type选择Mapped Contact Interface。
边界条件
1、点击Regions 争犸禀淫> water > Boundaries > inlet，Type选择Mass Flow Inlet，Mass Flow Rate设为0.1 kg/s，Total Temperature设为25℃。同理，outlet的Type选择Pressure Outlet。plate/water [1]采用默认设置。
2、点击Regions >plate >Boundaries > flux > Physics Conditions，设置Thermal Specification条件为Heat FLux，热流密度值设为10000 W/m^2。
3、plate/water [0]采用婚栀驰严默认设置。流体和固体之间通过Mapped Contact Interface传递Mapped Reference Temperature和Mapped Specified Y+ Heat Transfer Coefficient参数，从而实现多时间尺度的耦合，即将流体稳态和固体瞬态的计算结果在Interface界面上进行相互传递。Specified Y+默认值为100，可在Tools > Field Functions >Specified Y+ Heat Transfer Coefficient下查看。
2、点击Solvers > Implicit Unsteady，Time-Step设为0.5 s。
3、监控系统压降。右键Reports选择New Report>Pressure Drop，重命名为PressureDrop，High Pressure选择inlet，Low Pressure选择outlet，Units选择bar。
5、创建一个scalar scene监控温度。选择所有Part，Scalar Field > Function滤鲇魍童设为Temperature，Units选择℃；Contour Style选择Smooth Filled；Color Bar，将Title Height设为0.04，Label Height设为0.035。
2、点击MultiTimeScale Workflow > Operations，右键New > Clear Solution。
4、点击Simulation Operations > MultiTimeScale Workflow > Operations，右键New > Set Scalar Parameter，重命名为Reset LoopCounter，Parameter选择LoopCounter。
5、点击MultiTimeScale Workflow > Operations，右键New > Loop，Predicate Type选择Stopping Criterion Predicate，Stopping Criterion Predicate选择[Maximum Physical Time]。
6、点击MultiTimeScale Workflow > Operations > Loop > Operations，右键New > Set Scalar Parameter，重命名为Increase LoopCounter，Parameter选择LoopCounter，Value定义为$LoopCounter+1。
7、点击Loop > Operations，右键New > Solve Continua，重命名为Solve Fluid Continua，Continua选择liquid。同理，创建Solve Solid Continua，Continua选择solid。
8、监控耦合迭代次数。右键Reports选择New Report>苇质缵爨Expression，重命名为Coupling Iteration，De熠硒勘唏finition定义为$LoopCounter，右键Create Annotation from Report。点击Tools > Annotations > Coupling Iteration，左键拖拽至Scalar Scene 1。
11、点击Monitors > Energy，右键Create Plot from Monitor。点击Plots > Energy Plot，X-Axis Monitor选择Iteration: Solid Monitor。
2、点击Tools > Simulation Operations > MultiTimeScale Workflow，右键select Play/Resume。
2、Energy Plot曲线。固体瞬态计算，内迭代5步，时间步长0.5 s，20 s一个时间循环，也即迭代200步一个循环。
4、温度场云图。通过Run Report可知，FluxMaxTemp为27.9 ℃，FluxMinTemp为26.3 ℃，FluxDiffTemp为1.63 ℃。Coupling迭代总计10步，但从FluxTemp曲线看，耦合迭代4步，约80 s时，温度已经趋于稳定。对于复杂模型的计算，通过合理的调整求解参数，采用多时间尺度耦合仿真方法可以提高整体的计算效率。
