STAR-CCM+新一代CFD软件.pdf

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1、STAR-CCM+——新一代CFD集成化平台STAR-CCM+简介…………………………………………………………………（1）STAR-CCM+的主要功能与特点…………………………………………………（1）STAR-CCM+的网格方案…………………………………………………………（7）STAR-CCM+的专业模块………………………………………………………（12）STAR-CCM+在工业中的应用…………………………………………………（14）STAR-CCM+简介STAR-CCM+是CD-adapco集团推出的新一代CFD集成化平台。采用最先进的连续介质力学

2、算法(computationalcontinuummechanicsalgorithms)，并同卓越的现代软件工程技术相结合，拥有出色的性能和高度的可靠性，是热流体工程师强有力的分析工具。在完全不连续网格、滑移网格和网格修复等关键技术上，STAR-CCM+经过来自全球10多个国家，超过200名知名学者的不断补充和完善，已成为同类软件中网格适应性、计算稳定性和收敛性方面的佼佼者。近年来，STAR-CCM+一直是计算流体动力学模拟的通用平台，并获得了良好的声誉。如今，STAR-CCM+本身已经不仅仅是计算流体动力学软件，其最新发布的版本基于领先的计算

3、流体动力学求解器引入了结构分析计算的求解能力，同时还添加了噪声求解功能。一个流动、传热、应力和噪声模拟一体化的通用软件首次呈现在用户面前。STAR-CCM+强大的网格生成工具，完备的物理模型和先进的CFD技术使得其被广泛应用于所有流体计算领域，涉及的行业有航空航天、汽车、生物医疗、建筑、化学、电子器件、能源、石油天然气、环境、船舶和旋转机械等。最新发布的STAR-CCM+版本在网格生成技术、物理模型、连续介质数值算法、大规模并行计算能力、集成的用户界面等方面都取得了重大进展，进一步巩固了STAR-CCM+在通用计算流体力学方面的领导地位。STAR

4、-CCM+的主要功能与特点友好的用户界面ò集成的图形用户界面—将前后处理与计算分析集成在同一个环境中；ò跨平台的用户界面—界面采用JAVA语言编写，可实现通过C-S模式进行跨操作系统的工作，并行计算可多个操作系统进行；ò可采用C/C++/FORTRAN语言编写用户子程序，并可使用Java语法编辑场函数；ò丰富的图片系统。灵活的3D-CAD建模和CAE集成功能3D-CAD建模功能ò可进行完全参数化的3D建模，生成几何模型或对导入的几何模型进行修改；ò使用特征树来记录和控制3D模型建模过程；ò输出设计参数使得用户可以在非设计界面下修改3D模型；ò完全

5、集成在STAR-CCM+的工作流程中。1CAE集成功能ò可将任意场函数映射和输出到其他程序中；ò与ABAQUS、NASTRAN、RADTHERM的单元-单元、单元-节点、节点-节点之间数据映射；ò使用最小二乘法的体到体数据映射（用于网格替换）。先进的几何处理和网格生成功能ò对输入的几何进行自动或者手动的修复，基于点、线、面的修补功能，强大且灵活；ò全新的包面功能（surfacewrapper）：可将工程案例中复杂且破碎的CAD模型自动转化为封闭的面网格，节省大量的CAD数据手工修复时间；ò全自动生成多面体网格、四面体网格与六面体网格而无需人工干涉

6、；ò表面特征保持与简化、防止接触、漏点检查、自动或手工修补表面等高级功能。STAR-CCM+的多面体网格（polyhedral）STAR-CCM+“蜂窝猜想”的数学问题一直到1999年6月才得到完全证明：六边形拓扑网格可以利用最少的周长划分相同面积。2－“Ahexagonalgridrepresentsthebestwaytodivideasurfaceintoregionsofequalareawiththeleasttotalperimeter”－－ThomasCHalesUniversityofMichigan典型的多面体网格Trimmed

7、（左）和Polyhedral（右）壁面都有5层prism边界层Tetrahedral－650,000单元Polyhedral－138,000单元四面体是一种比较简便的自动划分方式。每个四面体有四个相邻单元，对于单元中心的数值是采用线性的近似。但是，当相邻节点的空间位置接近于一个平面时，垂直于这个面的梯度就难以计算准确；当一个单元的面位于边界上时，它的相邻三个单元计算可能出现计算不准，在计算区域的边和角的位置，四面体的问题更突出。多面体网格克服了传统网格的缺点：µ有更多的相邻单元，梯度的计算和当地的流动状况预测更准确；µ多面体对几何的变形没有四面体

8、敏感。智能的网格工具使得单元可以自动融合、分裂，或者增加新的点、线、面；µ对于回流的流动，例如顶盖驱动的空穴流，多面体的计算精度甚至超出