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。
3、选择冷板进出口所在表面，右键选择Extract Internal Volume，勾选Transfer Names > Face Names，点击OK，完成内流道的提取。
4、Close3D-CAD退出。右键Geometry >3D-CAD Models > 3D-CAD Model 1，右键New Geometry Part，默认设置，点击OK。模型从3D-CAD Model导入到Parts。创建Geometry Scene显示模型。
5、将PartBody 2重命名为water。右键Default表面，选择Split by Non-Contiguous，Default重命名为inlet，Default 2重命名为outlet，PartBody重命名为wall。
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。
2、点击Geometry > Descriptions > Imprint，右键Repair Surface，点击OK。
3、点击Execute All检查表面质量，结果显示无穿刺，无自由边等影响网格划分的缺陷。
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。
5、点击Operations > New > Mesh > Automated Mesh，Parts选plate和water，Enabled Meshers选择Surface Remesher、Polyhedral Mesher、Prism Layer Mesher和Thin Mesher。
6、点击Automated Mesh > Thin Mesher，勾选Customize Thickness Threshold属性。
7、点击Automate蟠校盯昂d Mesh > Default Controls，Base Size设为10 罪焐芡拂mm，Number of Prism Layers设为4，Prism Layer Total Thickness > Percentage of Base设为10，Thin Mesher Maximum Thickness > Percentage of Base设为50，Core Mesh Optimization > Optimization Cycles设为2，Quality Threshold设为0.7。
8、点击Automated Mesh > Meshers > Prism Layer Mesher，Near Core Layer Aspect Ratio设为0.5。
9、右键Custom Controls > New > Surface Control，重命名为Disable Prism。Part Surfaces选择plate，点击Controls > Prism Layers，选择Disable。
10、同理，右键Custom Controls >New > Part Control，重命名为Disable Thin。霸烹钟爷Parts选择water，点击Controls > Thin mesher，选择Disable。右键Operations > Automated Mesh，选择Execute。
物理模型
1、点击Continua > New > Physics Continuum，分别创建流体和固体模型。重命名Physics 1为liquid，重命名Physics 2为solid。
2、分别设置流体和固体模型，其中流体选择Steady，固体选择Implicit Unsteady。
3、点击Continua > liquid > Initial Conditions > Static Temperature，设为25℃。同理，将solid对应的Static Temperature，设为40℃。
4、点击Regions > plate，Physics Continuum选择solid，颜色自动变为灰色。
定义Interface
1、点击Interfaces > plate/water，Type选择Mapped Contact Interface。
2、点击plate/water > Physics Conditions > Energy Coupling Option，EnergyCoupling Option选择Explicit。
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传递罄休卦咦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。
求解器设置
1、点击Solvers > Steady > Stopping Criteria node，右键New Criterion > Fixed Steps，Fixed Steps设为200。
2、点击Solvers > Implicit Unsteady，Time-Step设为0.5 s。
3、点击Solvers > Implicit Unsteady > Stopping Criteria，右键New Criterion > Fixed Physical Time，设为20 s。同理，新建Maximum Inner Iterations，设为5。
4、点击全局Stopping Criteria，删除Maximum Inner Iterations和Maximum Steps，将Maximum Physical Time设为200 s。
后处理显示
1、监控冷板Flux表面的最高、最低温度。右键Reports选择New Report>Maximum，重命名为FluxMaxTemp，Parts选择plate > Boundaries > flux，Field Function选择Temperature，Units选择℃。同理，选择New Report>Minimum，重命名为FluxMinTemp，其他设置相同。
2、监控冷板Flux表面的温差。右键Reports选择New Report>Expression，重命名为FluxDiffTemp，Definition中定义${FluxMaxTempReport}-${FluxMinTempReport}，计算温差。
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。
4、同时选中FluxMaxTemp，FluxMinTemp，FluxDiffTemp，右键选择Create Monitor an颊俄岿髭d Plot from Report，点击Single Plot。将新建的Plot重命名为FluxTemp，Title也重命名为FluxTemp。点击Plots > FluxTemp > Axes > Left Axis > Title，修改为Temperature。同理，对Pressure Drop创建Monitor和Plot。
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。
6、点击Plots > FluxTemp，右键Create Plot Image Annotation。点击Tools > Annotations > Plot Image 1，左键拖拽至Scalar Scene 1，调整格式。
Simulation Operations设置
1、点击Tools > Simulation Operations，右键选择New，重命名为MultiTimeScale Workflow。
2、点击MultiTimeScale Workflow > Operations，右键New > Clear Solution。
3、定义一个全局参数记录迭代次数。点击Tools > Parameters，右键New > Scalar，重命名为LoopCounter。
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 > L泠贾高框oop，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。
9、监控流体迭代次数。右键Reports选择New Report>Physics Continuum Iteration，重命名为Iterations: Flu足毂忍珩id，Physics Continuum选择liquid。右键Create Monitor from Report。同理，创建Iterations: Solid，Physics Continuum选择solid。
10、点击Plots > Residuals，重命名为Fluid Plots，X-Axis Monitor选择Iteration: Fluid Monitor。
11、点击Monitors > Energy，右键Create Plot from Monitor。点击Plots > Energy Plot，X-Axis Monitor选择Iteration: Solid Monitor。
提交计算
1、在菜单栏点击Set Active Simulation Operations，选择MultiTimeScal Workflow。
2、点击Tools > Simulation Operations > MultiTimeScale Workflow，右键select Play/Resume。
结果
1、Fluid Plots曲线。流体稳态计算，迭代200步一个循环。
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。
3、Pressure Drop曲线。压降在小范围内波动，但每次迭代都达到收敛。
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。
