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使用VSCode开发STAR-CCM+模拟助手

STAR-CCM+模拟助手(Simulation Assistant)相当于一个插件,在插件内部封装了java宏命令。使用的时候,通过调用宏命令,执行一些流程性的操作。相比于直接执行java宏文件,可以更好地与用户进行交互,对不熟悉java的用户来说明显更加友好。因为模拟助手大多应用于前后处理当中,许多咨询公司针对这方面开发的定制化插件也更倾向于采用相同的方式。

官方文档采用NetBeans演示了创建模拟助手项目的流程,但是演示的NetBeans版本已经很老旧了。官方文档更新缓慢,描述又过于笼统。这里采用VSCode重新实现并演示一遍,相关配置可以参考使用VSCode调试STAR-CCM+宏 ,以下演示材料来自于STAR-CCM+官方的教程文件。

1. 建立模拟助手项目

参考使用VSCode调试STAR-CCM+宏 中的内容建立java项目,项目类型一样选择No build tools,名称根据自己需要起一个。

项目创建完成后,编辑[项目文件夹]/.vscode下的settings.json文件,将下面这些目录添加到项目依赖中1

  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/core
  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/core/locale
  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/lib
  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/modules
  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/modules/ext
  • [STAR-CCM+_Installation]/star/lib/java/platform/modules/locale
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因为模拟助手需要加载到STAR-CCM+中,需要保证两者jdk版本一致。编辑[项目文件夹]/.vscode下的settings.json文件,增加一行设置,指定jdk为STAR-CCM+自带的版本。

"java.jdt.ls.java.home": "[STAR-CCM+_Installation]/jdk/[platform]/jdk[version]"

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JAVA PROJECTS里确认jdk版本,确保和STAR-CCM+自带的版本一致。

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2. 项目开发

将自动生成的[项目文件夹]/src下面的源文件删除,创建文件夹Assistant,将官方教程中的java源文件复制粘贴到其中2

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使用VSCode调试STAR-CCM+宏

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。

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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。

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项目类型选择No build tools

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STAR-CCM+宏文件录制和编写

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。

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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。

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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。

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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。

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