STAR-CCM+

制造商:Siemens PLM Software

功能:流体动力学分析

评分:5 / 5

推荐指数:100%

软件简介:

STAR-CCM+(Computational Continuum Mechanics)是CD-adapco集团推出的新一代CFD软件。采用最先进的连续介质力学数值技术(computational continuum mechanics algorithms),并和卓越的现代软件工程技术结合在一起,拥有出色的性能和高可靠性,是热流体分析工程师强有力的工具。

软件详细介绍:

STAR-CCM+ 界面非常友好,对表面准备,如包面(surface wrapper)、表面重构(surface re-mesh)及体网格生成(多面体-polyhedral、四面体-tetrahedral、六面体核心网格-trim)等功能进行了拓展;且在并行计算(HPC)上取得巨大改进,不仅求解器可以并行计算,对前后处理也能通过并行来实现,大大提供了分析效率。在计算过程中可以实时监控分析结果(如矢量、标量和结果统计图表等),同时实现了工程问题后处理数据方面的高度实用性、流体分析的高性能化、分析对象的复杂化、用户水平范围的扩大化。由于采用了连续介质力学数值技术,STAR-CCM+不仅可进行流体分析,还可进行结构等其它物理场的分析。

软件的特点介绍

1.友好的用户界面

  • 面向对象的图形用户界面
  • 数据管理系统:数据的保存、恢复;快速的、按需进行的数据读取;操作平台的无依赖性;并行计算的无依赖性。

2.用户子程序:Java语言描述用户自定义边界条件、源项和后处理函数。

3.几何的自动和手动修复功能: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;便捷的选择工具和显示工具。

4.包面功能(wrapper)

  • 表面处理常常是CFD应用中的一个障碍,对一个复杂形体的表面处理往往耗费大量的时间,对一个非常复杂的结构,往往表面处理的过程需要数周甚至几个月时间,同时也需要大量的人工干涉过程。
  • 包面的目的:针对一个复杂的形体,在给出任意CAD格式的文件后,不需任何人工干涉,自动形成可生成体网格的完全封闭的、无任何泄漏的面。

5.STAR-CCM+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:六边形拓补网格可以利用最少的周长划分相同面积。
  • STAR-CCM+可以接受目前流行网格生成软件的网格(Hexa、Tetra等),也可以解算多面体网格(Poly)。多面体网格和相同数量的四面体网格(Tetra)相比,不但计算结果更精确,而且解算速度快3~5倍。
  • STAR-CCM+具有功能强大的网格生成器,可自动划分多面体网格、四面体网格、Trimmed网格。

6.大规模并行计算能力

  • STAR-CCM+ 使用client-server 架构
    • 仿真文件在server上创建并求解
    • 在client上操作工作界面
  • 基于C++的服务器,基于Java的小型化客户端
  • STAR-CCM+能实现10亿左右网格的大规模并行计算。除了在解算器方面,在前后处理方面也实现了多CPU并行能力
  • 易用性。用户只需在界面上指定机器名和CPU数,就可以全面实现并行处理

7.连续介质力学数值技术(CCM)

  • 多物理、基于连续介质的建模方法。建模时定义流体或固体的“连续体”(continua)并承载网格及计算方法;求解域(solution domain)划分为各个“区域”(regions)并承载物理空间。区域将赋予连续体,不同的物理空间可以赋予不同的计算方法。
  • 物理(physics)与网格(mesh)的分离。在模拟设定过程中,网格仅用来定义问题的拓扑结构
  • 求解域内不同区域之间将进行信息传递,并且不依赖于网格,网格的选择更为自由

8.STAR-CCM+的求解器算法

  • STAR-CCM+的耦合(Couple)求解器对于解决超音速激波、自然对流和其它速度、压力、温度强耦合的工程问题更精确。
  • 先进的基于单元的离散技术
  • 独特的多面体网格
  • 耦合式或分离式的流动与能量方程求解器
    • 隐式耦合算法——块AMG求解器
    • 显式耦合算法——多步Runge-Kutta求解器
    • 隐式分离算法——AMG  SIMPLE求解器
  • 代数多重网格线性方程求解器
  • 多种收敛判定准则

9.交互式工具包

  • 界面导航式的模拟条件定义方式
  • 局部坐标系(Local coordinate systems)——笛卡尔、圆柱、球坐标等,方便定义速度和方向矢量
  • 工程单位的输入和显示
    • SI、USCS
    • 用户自定义
  • 一体化的分析及可视化工具提供了模拟过程中实时的信息反馈,用户与求解之间可完全交互式操作,用户可以随时暂停求解,调整参数并继续
  • 场函数(Field functions)——丰富的预设的标量、矢量场函数,以及用户定义的场函数
  • 报告(reports)和监控器(monitors)——残差、CPU时间、通量、力、力矩、力矩系数、平均值、最大值、最小值、求和
  • 衍生体(Derived parts)——等值面、剖面、线、点、threshold面、ISO面、流线
  • x-y绘图——多组数据同时显示(multiple-plot data);残差或任何报告值(report value)的显示,每迭代步或每时间步的实时更新
  • 可视化
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