STAR CCM+的各种初始化方法

STAR CCM+的初始条件对稳态计算收敛速度影响较大，在实际应用中需要仔细处理，尤其是在计算过程中收敛状态不佳的情况下。

总体上，STAR CCM+有以下几种初始化方式：

1. 直接赋值
2. 自动连续性初始化
3. Grid Sequencing初始化

1 直接赋值

通过对节点 Physics > Initial Conditions 下的各个子节点进行赋值的方式来进行初始化。这也是最常用的初始化方式，目标是为区域内的各个网格中的物理量赋予指定的值。

需要注意的是，在STAR CCM+中初始值可以是常数，也可以是自定义的场函数、导入的数据表格及User Code。相当于Fluent的Standard初始化、Patch及DEFINE_INIT的合体，整体操作体验要比Fluent方便得多。

2  自动连续性初始化

对于采用分离流（Segregated Flow）模型的不可压缩流动问题，可以手动初始化流场，也可以使用自动连续性初始化（Continuity Initialization, CI）方法。CI方法通过求解连续性方程来初始化流场。需要注意：CI方法仅适用于稳态模拟的初始化。

CI初始化的使用步骤为：

• 选中模型树节点 Segregated Flow ，在属性窗口中激活选项 Continuity Initialization

• 选中模型树节点 Segregated Flow > Continuity Initialization ，设置属性窗口中的参数

CI初始化类似于Fluent中的Hybrid初始化，能够提供更接近于最终结果的初始值。

3 Grid Sequencing初始化

对于采用耦合流动模型（Coupled Flow model）的可压缩流动问题，可以人工指定初始化流场，也可采用自动网格序列化（Grid Sequencing, GS）方法。GS方法先执行常规初始化，再计算流动问题的近似无黏解。

GS初始化的基本步骤为：

1. 手动设置流场的初始值。

2. 选择Solvers > [Coupled Implicit] > Expert Initialization节点，并将Method设为Grid Sequencing。

      

3. 选择Grid sequencing子节点并设置参数。 痛处情况下保持默认参数即可。

      

用户可以在GS初始化过程中的任意时刻修改上述设置，同时求解器也将在输出窗口中通过消息提示设置是否更新，另外用户也可随时单击状态栏旁的（Abort）按钮中断GS过程。若GS失败（如因参数设置过于激进），求解器将尝试自动恢复。最坏情况下，系统将自动返回常规（均匀）初始化。此时需调整GS设置：如减小CFL数或每层最大迭代次数，清空当前解，并重新尝试初始化。使用GS初始化时需确认各网格层级所含单元数量合理，以保障收敛性。默认的最大网格层级数可能不适用于网格单元总数相对较少的问题。

需要注意的是：GS并非在所有情况下均能保证成功。若在调整设置后，GS过程仍表现出鲁棒性不足或发散，则应停用GS初始化。

GS初始化方法类似于Fluent中的FMG初始化，对于超声速可压缩流动常常有意想不到的效果。

（完）