——CFD流场仿真
Simcenter Star CCM+专注于CFD的多物理场仿真,支持流体动力学模拟、电池模拟、协同仿真、设计探索、电机、电化学、引擎模拟、移动物体、流变学、固体力学等多个方面,无论是真实的多物理场仿真,捕捉产品的完整几何形状,以及可能影响其真实世界性能的所有物理特性,以及通过自动化和设计探索,您可以轻松地从这些模拟中获取最大价值。
功能特征
1)流体动力学
STAR-CCM+ 计算流体动力学(CFD)功能包括高效而精确的模型设置以及具备出色并行计算性能的求解器。其具有的耦合式和分离式流场/能量求解器,能覆盖从亚声速到超声速的所有应用;定常和非定常隐式和显式方程确保为特定应用选择正确的求解器;雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)和分离涡模型/大涡模型(DES/LES),能适应不同尺度的问题模拟;内置的多孔介质、风扇和热交换器模型,方便用户建模。

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2)多相流
STAR-CCM+提供的多相流模型,精确展示不同流/固相的物理特性,包括:
欧拉多相流:适用于鼓泡塔、流化床、搅拌容器等;
混合多相流:应用于蒸汽发生器、锅炉、蒸汽轮机透平等;
流体体积法(VOF):适合海洋流体动力学和耐波性等应用;
分散多相流(DM):用于模拟液滴撞击,经常与液膜模型一同使用
大尺度界面模型:用于自由液面和喷雾等应用;
拉格朗日多相流:用于研究分散颗粒数量多的流场;
离散元法:用于模拟颗粒-颗粒接触和颗粒形状突出的固体颗粒流或分析大量密集颗粒的碰撞行为。与重叠网格一起用于模拟运动颗粒流,如出料斗和传送带。

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3)声学
STAR-CCM+ 提供预测气动声学噪声源的扩展模型库,包括:
稳态模型:使用 RANS 模型快速识别噪声源,预测网格细化的网格截止频率。
直接模型:利用 DES/LES 对噪声源精确模拟,包括预测对流湍流以及近场内的噪声传播方法。
传播模型:使用内置的时域法对气动声学噪声源的传播进行模拟。
声扰动方程(APE)求解器:这是一种混合方法,与可压缩模型相比,可提高精度并减少数值扩散效应。
应用包括暖通空调(HVAC)、空气动力学、发动机动力总成、飞机噪声、风扇冷却等。

起落架气动声学
4)热传递
STAR-CCM+ 可以精确预测流体和固体中的传热,包括在单个模型的共轭传热分析,以及表面辐射、太阳辐射等辐射分析,并能针对薄部件使用零厚度壳体替换实体,以节省网格生成和计算时间。
应用包括热舒适性、车辆热管理、电子设备冷却以及燃气轮机冷却等。

从钎焊炉逃逸的蒸汽
5)电化学
STAR-CCM+提供通用的电化学方法,能利用STAR-CCM+中现有几何、网格和物理求解功能,同时模拟流体、能量和电化学,以3D方式打开通往现实化学模拟应用的大门。
应用包括:燃料电池和液流电池放电、侵蚀等过程模拟;电镀、电化学加工、电解铝、熔炼和湿法刻蚀等制造加工过程模拟。

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6)固体力学
STAR-CCM+ 除了提供基于有限体积法的计算流体动力学,还提供基于有限元法的计算固体力学(CSM)仿真功能。工程师可以借此将流固耦合以及流场-热场-应力场耦合纳入其仿真范围内。支持三维实体单元仿真,包括一阶和二阶六面体、四面体、楔体以及三角锥体网格;支持静态、准静态和动态分析,包括非线性几何模型以及带粘结触点和小型滑动触点的多种零部件线弹性材料仿真、热应变和瑞利阻尼动态分析。
应用包括热交换器、涡轮增压器、排气歧管、核燃料棒、支架、风机和船用螺旋桨等。

船用螺旋浆流固耦合
7)反应流
STAR-CCM+可能模拟带化学反应的湍流流场耦合。包括层流小火焰模型(FGM)、假定概率密度函数(PPDF)、拟序火焰模型(CFM)和湍流火焰速度封闭模型(TFC)等高效的小火焰单元燃烧模型,可用于研究燃烧特性和排放产物。
应用范围包括燃气轮机、后处理系统、催化剂、聚合反应器、裂解器、化学气相沉积、加热器、燃煤炉、燃烧器、喷气发动机等的设计。

玻璃熔炉仿真中的一氧化碳质量分数
8)流变学
STAR-CCM+ 可以研究复杂的流变材料流动特性,包含四个标准粘弹性方程能对复杂的粘弹性材料进行精确模拟。使用非牛顿流体模型进行计算,充分利用新型数值稳定技术,大幅加快收敛速度,同时提高计算的准确性。
应用种类包括静态混合器(发酵面团、食品等)、流入容器的流体(牙膏、洗发水等)、发热显著的浆料泵送、挤出件(用作门密封件的泡沫橡胶绝缘材料、橡胶轮胎等)以及材料加工。

冲模生产的橡胶密封挤出件 不同剖面的多种挤出模具