Star CCM+热管理仿真中Interface生成问题解析

对于存在多个计算域的仿真模型（比如，不同材料固体结构之间的导热、流体与固体之间的对流传热等），Star CCM+会识别体与体之间的接触面，在创建Part时会建立代表这些接触面的Contacts特征，然后在从Part创建Region时建立与Contacts特征对应的Interfaces。

进行计算时，不同计算域之间的数据传递和耦合计算都是通过Interface来实现的。如果在创建Interface时失败，则在检查计算结果时就会发现物理量应该连续的地方却出现了间断。Star CMM+在从3D-CAD创建新Part时一般会自动识别不同实体之前的接触面并建立Contacts，但是这一过程并非总是能够成功，这就会导致后续的Interface也创建失败，下面就来详细阐述这一问题。

一个失败的例子

举一个简单模型的例子，如图所示，这个模型包括三个实体，一个圆柱体和两个长方体。圆柱和下面的长方体接触，两个长方体之间接触，也就是说这个模型一共有两个接触面。
基于Star CCM+ 热管理仿真interface没有生成的原因的图1

既然这个模型有两个接触面，那么在生成Part时应该会创建两个Contact，然而实际上却只有一个Contact。

通过点击选中contact可以让接触面在视图窗口中高亮，如下图。（cube/cube 2 代表的是接触面两边的体的名字，Default/Default 代表的是接触面两边的面的名字）。这里唯一的接触面显示为两个长方体之间的接触面，也就是说圆柱体和长方体之间的接触面没有创建contact。
基于Star CCM+ 热管理仿真interface没有生成的原因的图3
这种情况下，如果你没有注意到contact的问题就去生成Region，那么在创建Interface时，圆柱体和长方体之间也不会创建Interface，因为contact是Interface的基础。如下图，Interfaces中也只有一个。
基于Star CCM+ 热管理仿真interface没有生成的原因的图4

这个例子只有两个接触面，检查起来很方便，然而对于包含很多个体计算项目，比如很多个部件之间的传热，在创建Part时会生成很多个Contact，如果其中一两个缺失了通常你也不会注意到，直到最终检查计算结果时才能发现，这样就坑了。

Imprint

解决上述问题的办法就是 Imprint。

把圆柱体隐藏后，两个长方体是这样的，下图。这里你完全看不到任何圆柱体的痕迹。

现在把圆柱体和长方体进行Imprint，然后长方体上就有圆柱体的痕迹了。其实就是把方形面分成了一个圆面和剩下的部分。

然后再重新创建Part和Region，这时的Contacts和Interfaces就都是两个了。点击cube/syl可以看到高亮的部分就是圆柱和长方体的接触面，说明这次contact创建成功了。

基于Star CCM+ 热管理仿真interface没有生成的原因的图8

这里还有一个问题：为什么两个长方体之间没有Imprint也能成功创建contact呢？

我的理解是，如果接触面是相同的两个面（两个长方体的接触面是同一个长方形，或着说重叠的两个长方形），那么不进行Imprint也能创建contact。像Imprint之前那种情况，长方体的方形面和圆柱体的圆面是不同的,，所以软件没有创建contact；而在Imprint后，长方体上也就有了一个和圆柱体的圆面重叠的圆面，此时contact就成功创建了。