Andrew Moa Blog Site

前面讲过STAR-CCM+宏文件的录制和编写，宏文件的本质就是java文件，因此可以用java编程的方法来对它进行开发和调试。如果涉及到复杂的业务场景，需要增加额外的功能，程序本身比较复杂，很难等到整个程序编写完成后再对它进行测试，免不了要在开发过程中进行调试。官方文档采用的开发工具是古早版本的NetBeans，很多功能已经发生变化，加之官方文档描述过于简略，大多数人阅读完后对于STAR-CCM+的调试过程还是一头雾水。VSCode 作为新兴IDE的佼佼者，不仅可以通过拓展支持java编程，还可以通过copilot 拓展集成强大的AI编程能力，本文便采用VSCode演示一下STAR-CCM+宏文件的调试过程。

1. VSCode配置

首先要在VSCode中安装支持java的拓展，至少要安装下面几个：

1. Language Support for Java(TM) by Red Hat
2. Debugger for Java
3. Project Manager for Java

也可以直接安装这个拓展包，一次性把所有需要用到的java拓展都装齐了：Extension Pack for Java

下载一个JDK并安装，如果不想下载JDK的话，也可以在STAR-CCM+安装路径中找到安装包附带的JDK，把它添加到环境变量中。

2. 建立java项目

在VSCode命令面板(Ctrl+Shift+P)中输入Java: Create Java Project，创建一个新的java项目。

项目类型选择No build tools。

STAR-CCM+宏本质上就是一个java文件，语法和普通的java没有什么区别。使用宏可以帮助我们简化处理过程，尤其是一些重复的流程性的操作。通过编写宏文件完成一些流程操作可以极大地解放人力资源，甚至可以在求解过程中完成某些特定的操作。

1. 录制宏

STAR-CCM+宏本质就是分析过程中的各种操作命令的集合，与其从头开始讲解复杂繁琐的java语法+API，不如直接从工程问题上手。

STAR-CCM+宏操作的入口在左上角工具栏里，从左到右依次是“播放宏”、“开始录制”、“暂停录制”和“停止录制”按钮，相关操作选项也可以在“文件”菜单中找到。

点击“开始录制”会弹出对话框，提示宏的保存位置。如果过程中用到一些场景化的图形操作，可以勾选上“包括图形命令”；但一般情况下不建议勾选，尤其是涉及到超算提交的场合。

接下来就可以在输出窗口中看到录制java过程的代码，此时可以正常地执行分析操作，STAR-CCM+会把相关操作转换成对应的java代码，并显示在输出窗口中。

当分析操作完成后点击“停止录制”，可以在输出窗口中看到完整的java代码，同时该代码也被保存到java文件中。

下面是录制的宏代码示例，作用是将原有网格清除并重新划分体网格。

// Simcenter STAR-CCM+ macro: reGenerateMesh.java
// Written by Simcenter STAR-CCM+ 19.06.009
// 上面两行注释是录制时生成的，记录保存宏的文件名、STAR-CCM+版本信息
package macro;

import java.util.*;

import star.common.*;
import star.meshing.*;

// 类名和文件名要一致
public class reGenerateMesh extends StarMacro {

  //这个函数是整个宏的入口	
  public void execute() {
    execute0();
  }

  //这个函数执行网格清除和划分操作
  private void execute0() {

    Simulation simulation_0 = 
      getActiveSimulation();

    MeshPipelineController meshPipelineController_0 = 
      simulation_0.get(MeshPipelineController.class);

	//清除原来的网格
    meshPipelineController_0.clearGeneratedMeshes();

	//生成体网格
    meshPipelineController_0.generateVolumeMesh();
  }
}

具体代码的作用可以查看STAR-CCM+的帮助文件，不过大部分的API的命名都比较直观，根据其命名也能推测出来。

1. 编译cfmesh

前期编译安装的是com版的OpenFOAM，版本号是v2412，没有附带cfmesh的源码。根据官方文档的提示，需要手动下载cfmesh的源码文件：

cd $WM_PROJECT_DIR
git submodule update --init --recursive plugins/cfmesh

出现以下错误：

fatal: 不是 git 仓库（或者任何父目录）：.git

无语了，直接通过git下载源码到指定文件夹，文件夹和URL路径可以查看.gitmodules文件：

cd $WM_PROJECT_DIR
git clone https://develop.openfoam.com/Community/integration-cfmesh.git plugins/cfmesh

进入cfmesh文件夹，开始编译：

cd plugins/cfmesh
./Allwmake -jN # N替换成CPU核心数

运行pMesh，验证是否安装成功：

pMesh -help

2. 编译ccm工具

OpenFOAM的ccm工具包含ccmToFoam和foamToCcm，前者用于将STAR-CCM+输出的ccm格式网格转换成OpenFOAM的网格，后者相反。需要先编译安装第三方库libccmio：

cd $WM_THIRD_PARTY_DIR
# 下载libccmio
wget http://portal.nersc.gov/project/visit/third_party/libccmio-2.6.1.tar.gz
# 备选链接
# wget https://sourceforge.net/projects/foam-extend/files/ThirdParty/libccmio-2.6.1.tar.gz
tar xvzf libccmio-2.6.1.tar.gz	# 解压下载的压缩包
./makeCCMIO	# 运行libccmio的编译程序

接下来编译ccmToFoam：

# 先编译libccm
cd $WM_PROJECT_DIR/src/conversion/ccm
./Allwmake
# 然后编译ccmToFoam和foamToCcm
cd $WM_PROJECT_DIR/applications/utilities/mesh/conversion/ccm
./Allwmake

运行ccmToFoam，验证是否安装成功：

ccmToFoam -help