软件
产品
01-前言
❖ 关键词
# Fluent
# Star CCM+
# Interface
# 交界面
先前篇章已经针对Fluent及Star CCM+中交界面(Interface)的使用进行过介绍及解析，但是涉及的篇章较多，内容相对分散，现对其进行整理汇总，方便新手学习及资料查阅_
[注意]
博主在使用Fluent计算时，区域间连接多采用共节点的方式，因此对Fluent中交界面的使用了解不多，本篇内容主要是针对Star CCM+中的交界面，但原理都是类似的；
▓ Fluent中的交界面
_我们是否应该使用交界面？
_区分Interface、Interior及Internal？
_共节点技术分享
▓ Star CCM+交界面概述
▓ Star CCM+交界面是必须存在的吗？
▓ Star CCM+提供了几类交界面？
▓ 交界面的类型、拓扑、连接？
▓ 关于直接匹配和间接耦合匹配？
▓ 关于交界面管理器？
▓ 关于交界面类型？
▓ 关于交界面的生成？
▓ 关于交界面的高亮显示？
▓ 交界面上的值计算
▓ 原位交界面拓扑
▓ 周期交界面拓扑
▓ 重复交界面拓扑
▓ 内部交界面
▓ 混合平面交界面
▓ 接触交界面
▓ 映射接触交界面
▓ 挡板交界面
▓ 多孔挡板交界面
▓ 充分发展的交界面
▓ 液膜交界面
▓ 接触模式边界交界面的方向
▓ 交界面弹出菜单(鼠标右键)
▓ 删除交界面
▓ 从交界面边界访问交界面
▓ 检查交界面
▓ 创建交界面
▓ 轮毂交界面
▓ 在交界面内插入壳区域
▓ 调整交界面容差
▓ 交界面相交
# 往期回顾
02-Fluent中的交界面
❂_博主首先接触的CFD求解器是Fluent，当时主要用于装载机等设备的动力舱流场仿真_
✦ 在Fluent中，Interface(即交界面)并不是必须存在的；
✦ 两个域（即区域，或称计算域）之间可以采用共节点的方式连接，即两个域在彼此接触的位置，其上的节点保持空间位置上的一致性，并进行节点合并，此时，两个域接触的位置上仅有一个面，在导入Fluent求解器后，该面将自动转化为Interior；
✦ 两个域之间采用共节点的方式连接，是 比较推荐的方式；
✦ 两个域之间也可以采用Interface(即交界面)进行连接，即两个域各自生成网格，在两个域接触的位置上，两个域的网格仅仅是面上的重合，节点位置并不需要保持一致，在导入Fluent求解器后，将利用两个域在接触位置上的面来生成Interface(即交界面)，这也是交界面总是成对存在的原因；
❂_我们是否应该使用Interface？
✦ 首先，Interface(即交界面)是有其存在的必要性的；
✦ 对于大多数问题，建议尽量不使用Interface(即交界面)，而是采用共节点的方式；
_Interface会降低计算效率；
_Interface会降低计算精度；
✦ 仿真涉及到边界的相对运动(滑移网格、动网格)时，则必须使用Interface；
❂_区分Interface、Interior及Internal？
❆ Interface
✦ 主要用于处理多区域计算模型中不同区域界面间的数据传递；
✦ CFD计算中interface通常是成对出现的，计算结果数据则通过interface进行插值传递；
✦ 使用interface并不要求边界上的点一一对应；
✦ 之前分享的案例中就有用到interface的，有需要可自行查阅；
✦ 是边界类型的一种，是计算域的边界，属于单面边界；
❆ Interior
✦ 值内部面，通常出现在单计算域内，属于双面边界；
✦ CFD计算中流体可以自由通过该边界，可以理解为不存在，多用于CFD后处理中；
❆ Internal
✦ 与Interior同属于内部边界，不同之处在于，当清除网格时，所有的Interior区域会被删除，但是Internal区域会被保留；
✦ 在最终网格传递至求解器后，所有的Internal区域会自动转化为Interior类型；
❆ 注意
✦ 更推荐使用共节点的方式；
✦ 采用共节点的方式，其前处理难度更大，因为需要保持两个域在接触位置上的节点一致性；
✦ 若前处理难度较大，或采用共节点方式导致网格质量不佳时，可采用Interface进行数据交互的方式；
✦ 使用Interface时，两侧的交界面网格应尽可能保持尺寸上的一致性；
❆ 共节点技术分享
✦ 不同的软件有不同的特性，可根据自身需求或条件选择前处理软件；
✦ 若想使两个域在接触位置上共节点，需提前将两侧的几何进行布尔处理，从而保证在重合的位置仅存在一个单独的面；
✦ ANSYS公司的SCDM/DM几何中的共享拓扑技术非常强大，采用四面体网格或多面体网格实现共节点是比较轻松的；
✦ Hypermesh前处理功能强大，自由度高，面网格生成、节点合并等都可以轻而易举的实现，但是其生成的体网格质量往往不佳，经常出现问题，且博主没有找到很好的方式来提升其质量；
✦ 所以博主常采用Hypermesh进行几何处理及面网格的生成，转Fluent Meshing进行体网格的生成；
✦ Fluent Meshing功能强大，其狭缝设置、曲率设置、BOI块加密等都非常实用，体网格自动优化技术也是非常棒， 还可以为已生成的体网格添加边界层等；
✦ 但是Fluent Meshing在六面体网格的生成方面缺陷也很明显；
✦ 若采用四面体网格，在Fluent Meshing进行体网格生成后，可再回到Hypermesh进行网格节点合并等操作，若采用多面体网格，则不能再回到Hypermesh，因为Hypermesh不支持此种单元类型；
✦ Hypermesh和Fluent Meshing之间可采用*.msh格式文件进行信息传输；
✦ 值得一提的是，Fluent中也可以进行域之间的节点合并，但是需要一定的前提条件，这个在之前的篇章中已经介绍过了；
✦ 对此存在因为的小伙伴可翻阅先前的篇章，限于篇幅，在此不再赘述了；
❆ 网格拼接技术待学习(写给自己，防止遗忘)
# ICEM CFD中的Merge Volume Mesh功能；
# Fluent Meshing中的Stich/Remesh Overlap Zone功能；
对于Fluent，博主多采用共节点的方式，Fluent中的交界面是否存在分类或者差异等，博主了解不多，以上_
# 往期回顾
❖ Fluent案例解析_轴流式压气机-瞬态_滑移网格模型(SMM)
❖ Hypermesh面网格转入Fluent Meshing体网格生成
03-Star CCM+中的交界面
Star CCM+中Interface(即交界面)的使用频率还是比较高的，尤其是采用UG进行前处理，模型以*.x_t格式文件的形式导入到Star CCM+中,在Star CCM+中进行网格的参数设置与生成等，基本上就要用到Interface(即交界面)进行域之间的数据交互；
✦ 可通过左侧结构树-界面-进行交界面的信息查看与设置等；
❂_Star CCM+中的交界面可分为以下几类_
❆ 内部交界面/Internal Interface
✦ 最普通的交界面，连接两个区域，使他们发生数据交换；
❆ 多孔挡板交界面/Porous Baffle Interface
✦ 类似于多孔边界；
❆ 完全发展的交界面/Fully-Developed Interface
✦ 用于指定循环周期边界的周期性压降，相当于周期交界面；
❆ 风扇交界面/Fan Interface
✦ 一个简单的风扇模型，它将轴流风扇的压力上升作为局部流速或速度的函数，要求流出方向和流入方向相同；
❆ 挡板交界面/Baffle Interface
✦ 相当于一个无厚度的壁面，最重要的是它能导热；
❆ 混合平面交界面/Mixing-Plane Interface
✦ 是用在多级旋转涡轮机；
❆ 风机交界面/Blower Interface
✦ 用在流出方向和流入方向不同的径向风机；
❂_以上所介绍的交界面均为流体域之间的交界面，涉及到固体域时，流体域与固体域之间的交界面还有接触界面和映射接触界面；
✦ 博主对此了解不多，学习过的一些传热案例，均是需要设置为接触界面；
✦ 关于交界面的生成，可在将部件分配给区域时，根据实际情况选择自动或手动生成；
❆ 注意&解析
✦ 软件汉化后显示的中文名称可能会存在些许差异，注意甄别；
✦ 最常用的就是内部交界面，之前旋转风扇案例用到的就是这种，不同流体域之间用作数据交互；
✦ 风扇交界面的使用可以不再需要风扇的实体模型，而是通过将风扇的PQ曲线数据输入到风扇交界面中，以达到替代风扇作用的目的，最近会出一期关于风扇交界面使用的案例文章，有兴趣的小伙伴可以留意；
▓ Star CCM+交界面是必须存在的吗？
❆ 在Fluent中，部分情况下Interface(即交界面)不是必须的，两个区域之间可采用共节点的方式进行数据传递；
✦ 采用共节点的方式，两个区域在接触位置共用一个面，这个面在转入Fluent后作为Interior或Internal存在；
❆ 在Star CCM+中，模拟计算时交界面用于区域之间进行求解数据的传递；
✦ 其帮助文档中写到“对于质量、动量、能量或其他任何模拟量，除非区域之间存在交界面，否则它们不能从一个区域传递到另一个区域”；
✦ 暂时认为Star CCM+两个域之间进行数据交互必须有交界面的存在；
✦ 其帮助文档中写到“共形网格是指交界面任一侧的面和节点之间存在一对一匹配的网格。 如果在网格生成流程中选择了相应选项，可以在网格化过程中生成此交界面。”
✦ Satr CCM+认为采用共形网格，两个区域之间所共用的那个面，也属于交界面，有点类似于Fluent中的Interior或Internal，请注意甄别；
❆ 注意
✦ 某些类型的交界面会修改经过它们的次数，如呈现流体流阻力的多孔挡板交界面；
[注意]
来自帮助文档，没用过该功能，不甚清楚，考虑知识点完整性不做删减，后续有所了解再做解析；
✦ 周期交界面和重复交界面可缩小求解域的范围；
▓ Star CCM+提供了几类交界面？
❆ 基于边界的交界面
✦ 这些交界面在属于同一区域或不同区域的一对边界之间形成；
✦ 只能将一对边界分配给一个交界面；
_意味着包含大量相邻区域的模拟需要大量交界面，难以管理；
❆ 基于零部件的交界面
✦ 对于根据一个或多个几何零部件构造的区域，使用基于零部件的交界面可以根据几何节点中定义的零部件接触来定义连接；
✦ 可以向基于零部件的交界面分配任意多个零部件接触；
_例如，一个区域包含了所有表示主板上电子元件的零部件；
_此区域将有两个交界面：一个用于元件与空气之间的连接(固体与气体)，另一个用于元件之间的连接(固体与固体)；
❆ 基于区域的交界面
✦ 其面对的是相连区域内的所有网格单元，而不是对相邻的表面起作用；
✦ 基于区域的交界面有两种类型_
_重叠网格交界面：这些交界面有助于构建重叠网格；
_热交换器：此交界面类型用于模拟热交换器中冷热流体之间的热传递；
❆ 解析
✦ 无论是基于边界的交界面，还是基于零部件的交界面，都是表面之间的交界面，而基于区域的交界面，是区域体积之间形成的交界面；
✦ 表面之间的交界面包括固态区域和流体区域之间的接触交界面、流体区域之间的内部交界面以及表示薄壁面隔离膜的挡板交界面；
▓ 交界面的类型、拓扑、连接？
✦ 可通过左侧结构树-交界面-进行交界面相关属性的查看及设置_
✦ 可选择并设置交界面的类型_
_固体区域和流体区域之间的交界面，流体区域与流体区域之间的交界面，固体区域与固体区域之间的交界面，他们可选择的类型是不一样的；
✦ 使用交界面拓扑属性可实现此类几何转换_
_周期拓扑和重复拓扑可应用于在边界之间形成的交界面；
_可以根据具有周期拓扑的充分发展的交界面创建充分发展流和热传递模型；
✦ 使用直接匹配的交界面具有压印连接_
_对于使用直接匹配的交界面，两个关联边界上的相交面之间是一对一连接；
▓ 关于直接匹配和间接耦合匹配？
✦ 边界之间的交界面通过面的直接匹配或间接耦合形成；
■ 直接匹配
_初始化使用直接匹配的交界面时，求解器将使交界面一侧的面与另一侧的面相交；
_如果交界面上存在共形网格，则不需要此相交过程；
_共形网格是指交界面任一侧的面和节点之间存在一对一匹配的网格；
_如果在网格生成流程中选择了相应选项，可以在网格化过程中生成此交界面；
■ 间接耦合
_间接耦合适用于映射接触和混合平面交界面类型；
_对于固态区域中的网格可能比流体区域中的网格更粗糙的共轭热传递模拟，映射接触交界面非常有用；
_混合平面交界面对于稳态下的涡轮机计算很有用；
_可以说映射接触交界面具有映射连接，而混合平面交界面具有连接平均连接；
▓ 关于交界面管理器？
✦ 通过左侧结构树-交界面-右键-查看弹出菜单_
✦ 通过左侧结构树-交界面-底部属性栏-查看管理器属性_
■ 初始化
_使用原始边界的面填充交界面边界节点；
■ 全部重置
_从所有子交界面移除初始化；
_将在输出窗口中报告每个区域被移除的所有节点；
■ 新建组
_通过在管理器节点中创建组节点，便于进行对象分组；
_随后可将交界面节点拖放到新的子文件夹中；
■ 分组依据
_通过将具有通用属性的交界面移至子菜单中选定的属性类别，便于进行对象分组；
_如果随后更改了给定交界面节点的属性，则它不会自动移至相应的子文件夹；
■ 取消组合
_撤消分组过程；
■ 详细说明
_控制交界面初始化时的详细输出级别；
_启用此选项后，将在输出窗口中输出更多详情；
■ 接触选择优先级
_用于在使用动态查询分配接触时，设置接触分配的优先级；
■ 交界面
_在模拟中创建的交界面数量（只读）；
▓ 关于交界面类型？
✦ 交界面类型决定了交界面在流体和热传递建模方面的行为；
✦ 交界面可以连接单个边界（面）或整个区域（体积）；
_Star CCM+中可选择交界面的类型大致如下，如后续有合适的案例再行解；
▓ 关于交界面的生成？
✦ 在将部件分配给区域时，可进行交界面的相关生成设置_
■ 根据接触创建边界模式界面
_根据区域之间的接触自动创建边界模式界面；
_应该就是上文提到的基于边界的交界面；
_每一个交界面仅包含一对边界；
_对于复杂模型需要大量交界面，较难管理；
■ 根据接触创建接触模式界面
_根据区域之间的接触自动创建接触模式界面；
_一个交界面可以包含多对边界；
_比如一个固体域（域内包含多个固体零部件且存在接触）和一个流体域之间通过此方式创建的交界面会是两个，一个用于固体域与流体域的连接，另一个用于固体域内各零部件之间的连接；
[注意]
可能就是上文提到的基于零部件的交界面，比较类似，但是名称不同，博主也并不能确定；
■ 请勿根据接触创建界面
_不根据区域之间的接触自动创建交界面；
_需要在左侧结构树-区域-手动创建交界面，先前篇章关于Star CCM+的案例多采用此种方式，有需要的小伙伴可自行查看；
▓ 关于交界面的高亮显示？
✦ 单击交界面节点下的交界面时，将在图形窗口中高亮显示关联的交界面；
_未初始化的交界面显示为黄色；
_已初始化的交界面显示为紫色；
▓ 交界面上的值计算
✦ 使用场函数在交界面上定义分布时，Star CCM+会计算场函数两次（每个交界面边界上各一次），然后计算结果平均值；
✦ 交界面两侧可能不存在场函数所需的函数，这种情况下会生成错误消息，为避免此问题，在场函数定义中使用alternateValue函数，以便在以其他方式无法找到值时提供值；
_例如，一个标量分布定义为alternateValue($Pressure,100000)，当$Pressure仅在交界面一侧可用时，该标量分布的计算方式是0.5*($Pressure+100000)；
▓ 原位交界面拓扑
✦ 在原位拓扑中，组成交界面的两个边界之间的空间没有物理分离；
✦ 此外，不需要两个边界具有相同的周长；
_在压印(用于表面重构)或相交(用于在分析中使用的体网格)后，原始边界会保持其边界类型并保留任何剩余的表面区域(如果有)；
✦ 红色、绿色和蓝色阴影分别表示不同的网格区域，比如多孔区域/非多孔区域/固体区域；
✦ 图A与图B中的黑色虚线则表示区域之间重合边界位置创建的原位交界面；
✦ 若原始边界的区域不同，则会生成其余边界；
_比如图A中绿色边界开始时是和交界面放在一起的，区域间接触位置创建交界面时，交界面所用到的边界被分离出去，剩余的边界会保留下来，留在原来的分组里，并保持原先的边界类型；
❆ 交界面与共形网格
✦ 当搭配使用原位交界面类型与表面重构时，将尝试在交界面的两侧生成共形网格；
✦ 共形网格可以是两个边界在节点位置和面拓扑方面完全匹配，产生更高质量的体网格定义以供分析阶段使用；
✦ 在创建了原位类型交界面且随后使用表面重构的情况下，将自动启动用于生成共形网格的选项；
✦ 若失败，则网格化过程会终止并生成一条错误消息，指出问题的性质；
▓ 周期交界面拓扑
✦ 周期交界面的边界在空间上是物理分离的，但可以通过某些持续的旋转或平移从一个空间映射到另一个空间；
✦ 周期交界面表示边界之间信息的循环重复，以便通过一个边界的通量进行转换并应用于另一个边界；
✦ 要定义周期交界面，需要将一个边界设定为与周期匹配转换后的边界重合；
✦ 图A和图B分别表示用于以平移和旋转方式重复的几何的周期交界面的示例；
_图A显示通过使用一段较短的管道并在两个端点之间应用周期交界面来对无限长的管道建模；
_绿色虚线和黑色虚线表示周期交界面边界对的位置；
_对于每个边界对，边界的形状和大小完全匹配，它们由给定的矢量或角度分开；
✦ Star CCM+会自动计算平移矢量或旋转角度，它们是交界面周期转换节点的属性；
✦ 将周期交界面与表面重构、四面体、多面体或薄体网格生成器结合使用时，网格生成器将在交界面的每边生成共形网格；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-周期交界面拓扑_
▓ 重复交界面拓扑
✦ 重复交界面是组合的原位交界面和周期交界面，并与周期性滑动网格计算相关联；
✦ 仅能在具有同一旋转轴的区域之间创建此类交界面；
✦ 两个边界可能需要完全匹配以形成内部交界面，但网格运动会导致一个基础边界相对于另一个边界发生平移和/或旋转式转位；
✦ 重叠的部件被视为原位部件，其余的边界区域创建周期交界面；
✦ 如果任一侧的边界具有相等区域，则选择重复交界面；
✦ 如果区域不相等，则改用混合平面交界面；
✦ 图中显示了用于模拟转子-定子互动的重复交界面案例；
✦ 周期交界面(未在图中标注)会导致每个叶片排无限重复；
✦ 叶片排之间的重复交界面显示为两个截面：原位部件和周期部件；
✦ 如果对齐网格，则周期部件中没有边界面网格面积；
✦ 随着网格动态移动，会重新计算网格相交，更多面网格面积将从原位部件移动到周期部件，直到发生“快速回跳”现象，使网格返回其开始位置；
❆ 快速回跳
✦ “快速回跳”是在固定区域和滑动区域之间重新对齐网格的方法；
✦ 滑动区域可以是具有预定义运动的刚体，也可以是 6 自由度体；
✦ 在重复交界面上检测不到匹配时，运动求解器会将滑动区域移回起始位置；
✦ 将周期交界面类型与表面重构、四面体、多面体和/或棱柱体网格生成器结合使用时，激活“根据区域网格化”选项可对每个区域单独划分网格；
✦ 由于每个区域中的网格会不断交错移动，因此，此实例中不需要共形网格交界面；
▓ 内部交界面
✦内部交界面连接同一个连续体中的两个区域；
_组合同一个连续体中的单独区域(对于原位交界面)；
_进行周期(循环)重复(对于周期交界面)；
_可以使用内部交界面组合同一个连续体中类型相同的区域， 但在某些情况下，使用融合函数可以更有效地彻底消除边界，从而产生不含交界面的更简单的拓扑；
❆ 内部交界面属性
❂_ 可使用下列属性调整内部交界面节点的指定_
■ 几何
✦ 指定几何源选项；
_边界：交接面是边界模式交界面，通过选择两个边界进行创建；
_接触：交接面是接触模式交界面，直接通过部件接触进行定义；
■ 边界-0
✦ 表示交界面的“固定”侧(只读)；
■ 边界-1
✦ 表示交界面的“自适应”侧(只读)；
✦ 边界1中的节点将投影到边界0上；
✦ 可以通过-右键-反转方向-来交换方向；
■ 接触
✦ 显示部件表面接触；
_当几何属性为接触时，它显示部件表面接触；
_当几何属性为边界时，它不显示值；
■ 类型
✦ 定义交界面类型，必须设为内部交界面；
■ 拓扑
✦ 定义交界面之间的连接类型：
_原位—使用原位拓扑；
_周期—使用周期拓扑；
_重复—使用重复拓扑；
■ 连接
✦ 显示交界面两侧边界的连接方式(只读)；
✦ Star CCM+会自动将此属性设为以下某个值：
✦ 共形：适用于使用有限元方法进行离散化的区域内的交界面；
_在直接交界面处，有限元模型要求通过该交界面连接的边界上的网格面之间存在共形匹配；
_此连接类型在相对边界上的面之间强制执行一对一精确匹配；
✦ 压印：适用于使用有限体积法进行离散化的区域内的交界面；
_压印连接类型会导致网格单元相交；
■ 允许每个接触值
✦ 用于为每个接触单独定义交界面容差；
✦ 激活子属性根据部件子分组指定；
■ 闭合相邻网格单元
✦ 通过沿公共边修复交界面和侧面之间的网格单元连接创建严密相交；
✦ 使用此选项时，基于拓扑的交叉点会添加额外的边来消除两侧之间的间隙，从而减少物理量的寄生振荡；
[注意]
_仅当交界面管理器节点的直接交叉点设为基于拓扑并且交界面的连接为压印时，此属性才可用；
■ 相对运动时重置
✦ 激活时，如果两侧之间存在任何相对运动，将重置交界面；
✦ 停用时，如果两侧之间的相对运动超出基于最小边长的相对容差时，将重置交界面；
[注意]
_仅当交界面的连接为压印时，此属性才可用；
❆ 内部交界面右键操作
■ 初始化
_使用原始边界的面填充交界面边界节点；
■ 重置
_移除交界面的初始化；
■ 反转方向
_交换交界面的“固定”侧和“自适应”侧；
❆ 物理值
■ 相交
_可用于所有直接交界面，用于控制相交容差；
▓ 混合平面交界面
✦ 混合平面交界面类型用于计算多级涡轮机流体的稳态模拟；
✦ 通过此交界面，可以模拟各阶段中不同节距相对于彼此移动时的流体；
✦ 在交界面中，周向平均流量场数据在两个旋转周期区域之间传递；
✦ 这些区域必须是相同的连续体，并在同一个轴上对齐；
✦ 混合平面交界面类型仅适用于间接交界面拓扑；
✦ 基于部件的混合平面交界面只允许一个接触；
✦ 混合平面交界面不能与多组分 VOF 相组合使用；
✦ 混合平面交界面可以与欧拉多相模型组合使用。但不能与颗粒流模型组合使用；
✦ 混合平面交界面也与两相热动力学平衡模型兼容；
❆ 混合平面交界面属性
❂_ 可使用下列属性调整内部交界面节点的指定_
■ 几何
✦ 指定几何源选项；
_边界：交接面是边界模式交界面，通过选择两个边界进行创建；
_接触：交接面是接触模式交界面，直接通过部件接触进行定义；
■ 边界-0
✦ 表示交界面的“固定”侧(只读)；
■ 边界-1
✦ 表示交界面的“自适应”侧(只读)；
✦ 边界1中的节点将投影到边界0上；
✦ 可以通过-右键-反转方向-来交换方向；
■ 接触
✦ 显示部件表面接触；
_当几何属性为接触时，它显示部件表面接触；
_当几何属性为边界时，它不显示值；
■ 类型
✦ 定义交界面类型，必须设为混合平面交界面；
■ 拓扑
✦ 定义交界面之间的连接类型，只能使用间接类型；
■ 连接
✦ 显示交界面两侧边界的连接方式，仅允许连接平均：混合平面；
■ 允许每个接触值
✦ 用于为每个接触单独定义交界面容差；
✦ 激活子属性根据部件子分组指定；
[注意]
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-混合平面交界面_
▓ 接触交界面
✦ 接触交界面接合同一或不同连续体的两个固体区域，或接合固体区域和流体区域；
✦ 接触交界面类型用于允许区域之间的共轭传热；
✦ 接触交界面还可用于指定气体和介电(非导电)材料之间的交界面处的表面电荷；
❆ 接触交界面属性
❂_ 可使用下列属性调整接触交界面节点的指定_
■ 几何
✦ 指定几何源选项；
_边界：交接面是边界模式交界面，通过选择两个边界进行创建；
_接触：交接面是接触模式交界面，直接通过部件接触进行定义；
■ 边界-0
✦ 表示交界面的“固定”侧(只读)；
■ 边界-1
✦ 表示交界面的“自适应”侧(只读)；
✦ 边界1中的节点将投影到边界0上；
✦ 可以通过-右键-反转方向-来交换方向；
■ 接触
✦ 显示部件表面接触；
_当几何属性为接触时，它显示部件表面接触；
_当几何属性为边界时，它不显示值；
■ 类型
✦ 定义交界面类型，必须设为接触交界面；
■ 拓扑
✦ 定义交界面之间的连接类型：
_原位—使用原位拓扑；
_周期—使用周期拓扑；
_重复—使用重复拓扑；
■ 连接
✦ 显示交界面两侧边界的连接方式(只读)；
✦ Star CCM+会自动将此属性设为以下某个值：
✦ 共形：适用于使用有限元方法进行离散化的区域内的交界面；
_在直接交界面处，有限元模型要求通过该交界面连接的边界上的网格面之间存在共形匹配；
_此连接类型在相对边界上的面之间强制执行一对一精确匹配；
✦ 压印：适用于使用有限体积法进行离散化的区域内的交界面；
_压印连接类型会导致网格单元相交；
■ 允许每个接触值
✦ 用于为每个接触单独定义交界面容差；
✦ 激活子属性根据部件子分组指定；
■ 闭合相邻网格单元
✦ 通过沿公共边修复交界面和侧面之间的网格单元连接创建严密相交；
✦ 使用此选项时，基于拓扑的交叉点会添加额外的边来消除两侧之间的间隙，从而减少物理量的寄生振荡；
[注意]
_仅当交界面管理器节点的直接交叉点设为基于拓扑并且交界面的连接为压印时，此属性才可用；
■ 相对运动时重置
✦ 激活时，如果两侧之间存在任何相对运动，将重置交界面；
✦ 停用时，如果两侧之间的相对运动超出基于最小边长的相对容差时，将重置交界面；
[注意]
_仅当交界面的连接为压印时，此属性才可用；
❆ 接触交界面条件
■ 能量原选项
_无/热通量/热源
■ 表面电荷选项
_无/表面电荷密度
■ 外部负载
_力/压力/拉力
■ 机械相互作用
_无摩擦小滑动/粘接
■ 热指定
_共轭传热/指定温度
❆ 接触交界面值
■ 相交
■ 接触热阻
■ 热通量
■ 热量
■ 静态温度
■ 表面电荷密度
[注意]
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-接触交界面_
▓ 映射接触交界面
✦ 映射接触交界面是流体/固体和固体/固体边界之间的间接交界面类型，允许存在非共形网格；
✦ 该交界面类型是接触交界面类型的变型，适用于间接交界面；
✦ 映射接触交界面依赖于交界面边界各面之间的间接关联，用于数据映射器，而不是用于直接交界面的压印连接；
_映射接触交界面在网格划分过程生成的体网格上创建；
_从两个边界创建交界面时，会自动添加两个新的交界面边界；
_创建此交界面的原始边界不会被破坏；
✦ 原始边界的每个面与对面边界上一组面使用基于接近值的算法相关联，原始边界上所有面的关联性都已处理后，各个面被划分到关联的面集和取消关联的面集中；
_关联的面集迁移到交界面边界上，而不关联的面集将保留在原始边界上；
_这类似于创建直接交界面，不同之处在于此过程不会产生任何新的面；
✦ 映射接触交界面的主要优点在于，它允许整个交界面上存在非共形网格，此类网格适用于各交界面边界网格具有不同分辨率的情况；
例如，与求解流体域中的边界层相比，固体区域的导热需要较粗的网格。由于无需压印，此方法既可保留最初创建的高质量网格，还可以减少所生成的面数。此方法的额外好处是面梯度的计算更精确，网格可视化质量更好。此方法还可更好地适应接触面两侧几何特征解析不均等的情况。压印可能会遗留更多非相交面，而此技术可以更稳健地在对面边界上找到关联面；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-映射接触交界面_
▓ 挡板交界面
✦ 挡板交界面在物理意义上表示流体中不渗透性导热材料的一个或多个薄片体；
✦ 它可置于相同或不同连续体的区域之间；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-挡板交界面_
▓ 多孔挡板交界面
✦ 多孔挡板在物理意义上表示流体流经时会产生压降的多孔膜；
_在挡板不渗透部分对传导性热传递进行建模，通过多孔挡板的固体零部件进行热传递的处理方式与通过面积缩小的固体挡板进行热传递的处理方式相同；
✦ 多孔挡板模型的应用包括整流设备和三相分离器；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-多孔挡板交界面_
▓ 充分发展的交界面
✦ 充分发展的交界面用于指定周期(循环)重复的周期压降;
✦ 尽管从物理角度来说，此类型应用于周期交界面最有意义，但它并不仅限于周期交界面;
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-充分发展的交界面_
▓ 液膜交界面
✦ 液膜交界面类型用于接合流体和液膜区域；
✦ 它表示两流体之间的接触表面；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-液膜交界面_
▓ 接触模式边界交界面的方向
✦ 如果需要确认交界面的正确方向，Star CCM+ 会将方向节点添加至接触模式边界交界面；
✦ 可通过右键-反转方向-来进行方向相关操作；
✦ 对于风扇、风机和充分发展等交界面类型，需要特别注意方向问题；
❂_方向共有两种模式：自动和手动_
❆ 自动
✦ 根据与零部件表面对相关联的区域，设置接触的方向；
✦ 根据与零部件表面对相关联的父边界，设置接触的方向；
✦ 根据与零部件表面对相关联的零部件，设置接触的方向；
✦ 如果模式设为“自动”，则可以使用右键菜单上的方向命令，基于上述规则重新执行排序；
❆ 手动
✦ 用户可以选择接触并反转其方向；
✦ 如果模式设为“手动”，则可以使用方向对象的右键菜单上的“反向接触...”命令反转选定的接触；
_调用该命令将弹出“反向接触”接触选择器；
_可以拾取要反转的接触；
_图标变为指示方向的“方位”(小蓝色箭头)；
❆ 注意
先前篇章有关于风扇交界面方向的相关案例及说明，可通过以下文章了解详情_
▓ 交界面弹出菜单(鼠标右键)
❂_选择对应交界面-右键-可弹出以下菜单节点可供使用_
❆ 初始化
✦ 使用原始边界的面填充交界面边界节点；
❆ 重置
✦ 撤消初始化过程；
✦ 在输出窗口中报告每个区域执行该过程后移除的所有节点；
❆ 插入壳区域交界面
✦ 将交界面替换为壳区域并创建两个新的接触交界面，以便将壳区域连接到任一侧的父边界；
✦ 新的壳区域可以与壳连续体相关，以便为原位和平面外热传导建模；
✦ 仅适用于原位交界面；
❆ 交换区域
✦ 对于重叠网格交界面，此操作会交换重叠和背景区域的关联；
❆ 交换边界
✦ 将边界-0 的值交换为边界-1 的值；
✦ 仅适用于直接交界面；
▓ 删除交界面
✦ 删除交界面会将边界恢复到生成交界面之前的状态；
_删除交界面后，将会移除在相交过程中生成的任何新节点或面；
_如果要保留交界面但删除交界面交点，则改为重置交界面；
_没有取消操作，所以如果不确定是否需要删除交界面，应在执行此步骤之前保存模拟文件；
▓ 从交界面边界访问交界面
✦ 在一些模拟中，可能存在大量的交界面，可以直接从任何交界面边界访问交界面的属性；
✦ 选择区域内的交界面边界-右键-编辑交界面-将显示父交界面的表编辑器；
▓ 检查交界面
■ 检查交界面非常重要，区域之间通过交界面连接，交界面不完整会导致传输的连续体信息丢失，从而降低求解精度；
❂_最常见的交界面相关问题如下_
❆ 网格单元的体积为负
✦ 一个负体积网格单元可导致模拟无法进行；
✦ 网格单元通过使用两个交界面边界而创建，网格单元的体积为负可能由多种原因造成，比如两个交界面不正确或位置错误等；
✦ 可以在创建交界面之后获取负网格单元体积的报告；
❆ 交界面相交失败
✦ 选择了错误的边界对；
✦ 忘记设置旋转轴方向或者为轴对称设置了错误的方向；
✦ 容差设置不正确；
✦ 边界在空间中不重合或未正确对齐；
❂_以下方法可以检查交界面是否成功相交_
-检查边界图标/检查相交报告/显示交界面边界/显示剩余边界-
❆ 检查边界图标
✦ 相交过程成功完成之后，可通过左侧结构树-表示-Volume Mesh-有限实体区-查看相关边界或交界面；
✦ 如果边界或交界面中包含0个面，其图标会显示为灰色，底部属性栏也会显示面的数量；
✦ 图中的Interface1是用于创建交界面的原始边界，进行交界面相交后，Interface1中与另一边界相交的面便被移动到与其对应的交界面Interface1[交界面1]中了，所以Interface1的图标显示为灰色，因为其现在包含0个面；
✦ 通过检查交界面图标及其包含面的数量，可有效判定或评估交界面的相交情况；
[注意]
✦ 结构树-区域节点下的边界和交界面图表是不会显示灰色的，无论它们是否包含面，只有在结构树-表示节点才可以查看；
❆ 检查相交报告
✦ 在交界面初始化期间，输出窗口会显示初始化的情况，如果两个交界面边界并不相交，输出窗口将显示一条警告信息；
_为了测试，图中交界面1设置的是两个不相交的边界，交界面2是正确设置的边界，在进行交界面初始化时，输出窗口的报告信息如图，请参考；
✦ 建议在诊断问题的起因之后，删除或重置交界面并尝试重新创建交界面；
❆ 显示交界面边界
✦ 要检查交界面是否相交，最简单快捷的方法是在场景中显示并查看交界面；
✦ 可通过以下方式查看_
_通过在左侧结构树-区域节点中选择相应的边界节点来高亮显示查看；
_通过左侧结构树-交界面节点选择相应的交界面来高亮显示查看；
_在场景中隔离出交界面部分进行查看；
✦ 还可以通过交界面的颜色来判断是否选择了正确的交界面类型；
❆ 显示剩余边界
✦ 如果创建交界面所基于的原始边界不完全匹配，相交过程会留下原始边界中的某些边界面，这些称为剩余边界；
✦ 两种情况下会出现剩余边界_
_两个原始边界具有不同的周长；
_两个原始边界具有相同的周长，但是离散化为不同的分辨率；
✦ 两个原始边界具有不同的周长，通常是一个边界的区域大于另一个；
✦ 如图所示，两个边界周长不同，则在执行相交过程后，原始边界的一部分会剩下，如图中的蓝色区域；
✦ 剩余边界面仍是原始边界节点的一部分，边界类型保持原边界类型；
✦ 中间黄色相交的部分会被移动到交界面对应边界中；
✦ 边界周长完全相同但是网格分辨率不同，则原始边界的小部分会剩下，如图中以蓝色高亮显示的部分；
_图中两个边界的分辨率不同，一个四面体类型的网格与一个多面体类型的网格接合；
✦ 在这种情况下，为剩余边界指定正确的边界类型不太重要，因为其影响通常微不足道；
✦ 要可视化边界剩余面，方法与显示交界面边界的过程一样，只不过是需要选择原始边界中的一个或同时选择两个，而不是显示交界面边界；
▓ 创建交界面
✦ 可以在边界之间创建交界面以生成共形网格交界面(作为网格生成流程的一部分)或者在不同区域之间或同一区域内保持物理连续性；
✦ 注意区分创建交界面的操作与将边界转换为交界面；
_后者主要用于网格化目的，先复制属于面网格的单个(通常是公共)边界，然后在原始边界和副本之间创建一个交界面，主要目的是为网格化定义多个区域；
✦ 要在边界之间创建交界面，选择用来定义交界面的两条边界；
_交界面是有方向性的，第一条边界称为主边界，第二条称为次边界；
✦ 选择边界后(按住Ctrl键以选择第二个边界)，通过右键-创建交界面-进行交界面创建;
✦ 模拟树中会出现两个新节点(在每个区域的边界节点下)，指示所链接的边界节点；
✦ 结构树-交界面节点中也会出现一个交界面，默认名称交界面，还有一个标识性后缀；
✦ 选择该交界面节点将在图形窗口中高亮显示相应的交界面；
▓ 轮毂交界面
✦ 在需要通过固体壳或固体区域进行热传导的模拟中，轮毂交界面允许传递热通量求解数据；
❂_可以在以下对象之间创建轮毂交界面_
✦ 壳体边和壳体边
✦ 壳体边和壳体表面
✦ 壳体边和 3D 实体表面
[注意]
✦ 轮毂交界面需要至少一个壳体边才能正确形成；
▓ 在交界面内插入壳区域
✦ 通过“插入壳区域交界面”操作可以选择特定类型的交界面，并在交界面两侧之间插入壳区域；
✦ 与手动创建壳区域和交界面相比，使用此操作更快且更简单；
✦ 此操作适用于内部交界面、接触交界面、挡板交界面和多孔挡板交界面；
✦ 注意壳区域与基于零部件的交界面不兼容；
❆ 注意
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-在交界面内插入壳区域_
▓ 调整交界面相交容差
✦ 在选择基于几何的交叉点后，属性几何容差用于限制自适应边界上的节点可以移动的距离，以匹配固定边界上的节点、边和面。
✦ 几何容差指定为附加至节点的最小边长度的分数(介于0到1之间)；
✦ 默认值为0.05，即最小关联边长度的5%；
✦ 可通过结构树-交界面-选择交界面-物理值-相交节点，然后设置几何容差；
✦ 不合适的容差可能致使交界面创建不能完全成功，比如上图左侧，因为在交界面中留下了未匹配的面(显示为灰色)；
✦ 图中右侧通过增大容差值更正了错误，使所有面都可以匹配：
❆ 注意
_以上仅针对基于几何的方法_
_仅简要介绍，详细信息可参考帮助文档-主页-预处理-定义区域布局-交界面概述-调整交界面相交容差_
▓ 交界面相交
✦ 首次针对体网格初始化求解时会发生相交过程；
✦ 可通过以下两种方法执行相交过程_
_通过手动初始化求解；
_通过使用交界面管理器节点；
✦ 右键单击交界面节点，可使所有交界面同时访问初始化选项：
✦ 选择具体的交界面节点、右键单击并选择初始化来分别初始化每个交界面；
✦ 相交过程的结果会与其他初始化进程相关的消息一起显示在输出窗口中；
04-写在最后
❖ 本篇章针对Fluent/Star CCM+中交界面 (Interface)的使用进行解析介绍，实则是学习过程中的整理或笔记，参考Star CCM+帮助文档，部分内容尚未完全理解，方便以后需要时查阅_
❖ 本篇章是先前文章的内容汇总，如果发现存在问题可对比之前文章查看，有些内容过于久远，可能存在问题，见谅_
❖ 可能会存在描述错误或理解不足等问题，欢迎指正交流_
❖ 公众号主页_发消息_与我联系_
❖ 码字不易，求赞求关注_
免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删
技术文档
推荐好文
155-2731-8020
