Starccm+软件入门（五）场函数创建

以下是关于 Star CCM + 后处理中场函数的详细介绍，涵盖功能、类型、属性、创建及引用方法等核心内容：

一、场函数（Field Function）概述

1. 核心作用

• 数据载体

  ：存储网格数据、几何数据、求解器计算数据及衍生数据，是后处理（场景、报告、监视器等）的基础。  

• 自定义扩展

  ：若内置函数不满足需求，可通过表达式编辑器自定义场函数。  

2. 访问路径

• 在 Star CCM + 的自动化 > 场函数节点中查看所有场函数：

• 黄色斜线标识

  ：用户自定义函数。  

• 系统内置函数

  ：按类型分类，右下角字母表示函数类型（如标量、矢量等）。  
   

二、场函数类型

三、场函数属性

1. 通用属性

• 函数名称（Function Name）

  ：唯一标识，支持自定义。  

• 函数类型（Value Type）

  ：标量、矢量等类型。  

• 量纲（Dimensions）

  ：自动匹配物理量单位（如温度为 K，速度为 m/s）。  
   

四、自定义场函数创建流程

1. 操作步骤

1. 新建函数

   ：右键点击自动化 > 场函数 > 新建，选择类型（标量 / 矢量等）。  

2. 定义表达式

   ：在 “定义” 栏使用编辑器输入数学表达式（支持国际单位制）。  

3. 配置属性

   ：设置名称、类型、量纲等，检查编译是否报错。  

2. 表达式编辑器语法

• 引用规则

• 标量

  ：$函数名（如$Temperature）。  

• 矢量 / 组分表 / 位置

  ：$$函数名[分量索引]（如$$Velocity[0]表示 X 分量）。  

• 张量

  ：$$$函数名[行,列]（如$$$StrainTensor[0,1]）。  

• 含特殊字符的名称

  ：用花括号包裹，如${Temp@X}、${3rdInletMassflow}。  

• 运算支持

  ：  

• 数学运算

  ：+、-、*、/、sqrt ()、sin () 等。  

• 逻辑运算

  ：==、!=、>、<、&&、||。  

• 矢量运算

  ：grad()、curl()、div()。  

• 条件表达式

  ：类似 C 语言的? :，如(a > b) ? a : b。  

3. 示例：瞬态交替值定义

条件运算:使用“?”和“:”表示条件判断，类似C语言中if-then-else。比如 (a > b) ? a : b，表示a是否大于b，如果大于则输出a，如果不大于则输出b。也可以使用括号嵌套条件表达式。比如一个瞬态计算要是先每5秒间隔内在125和0之间交替，并在15秒后保持为0，则可定义如下场函数：($Time <= 5) ? 125 :(($Time > 5 && $Time <= 10) ? 0 :(($Time > 10 && $Time <= 15) ? 125 : 0))

五、场函数引用与常见问题

1. 引用报告与函数

• 报告引用

  ：直接使用名称，如sqrt(${Sum 1})（引用名为 “Sum 1” 的报告）。  

• 分量引用

  ：矢量 / 张量需指定分量索引（从 0 开始），如$$Velocity[0] + $$Velocity[1]。  

2. 错误提示

• 编译错误

  ：输入无效表达式时，输出窗口显示Error compiling Field Function: parse error，需检查语法（如括号匹配、函数名拼写）。  

• 单位冲突

  ：确保表达式中物理量量纲一致（如速度分量相加，不可与温度混合）。  

六、应用场景

• 基础分析

  ：通过标量场函数生成温度云图，矢量场函数生成速度流线。  

• 复杂衍生

  ：利用条件表达式和矢量运算定义自定义物理量（如压力梯度、湍流强度）。  

• 实时监测

  ：在计算前创建基于场函数的监视器（如监测某点速度随时间变化）。  

总结

场函数是 Star CCM + 后处理的核心工具，其灵活性和扩展性支持从基础物理量展示到复杂衍生数据的分析。熟练掌握自定义场函数的语法和引用规则，可显著提升 CFD 结果分析的深度和效率。后续将进一步介绍衍生零部件、场景渲染等后处理模块。