• STAR-CCM+

    制造商:Siemens PLM Software

    功能:流體動力學分析

    評分:5 / 5

    推薦指數:100%

    軟件簡介:

    STAR-CCM+(Computational Continuum Mechanics)是CD-adapco集團推出的新一代CFD軟件。采用最先進的連續介質力學數值技術(computational continuum mechanics algorithms),并和卓越的現代軟件工程技術結合在一起,擁有出色的性能和高可靠性,是熱流體分析工程師強有力的工具。

    軟件詳細介紹:

    STAR-CCM+ 界面非常友好,對表面準備,如包面(surface wrapper)、表面重構(surface re-mesh)及體網格生成(多面體-polyhedral、四面體-tetrahedral、六面體核心網格-trim)等功能進行了拓展;且在并行計算(HPC)上取得巨大改進,不僅求解器可以并行計算,對前后處理也能通過并行來實現,大大提供了分析效率。在計算過程中可以實時監控分析結果(如矢量、標量和結果統計圖表等),同時實現了工程問題后處理數據方面的高度實用性、流體分析的高性能化、分析對象的復雜化、用戶水平范圍的擴大化。由于采用了連續介質力學數值技術,STAR-CCM+不僅可進行流體分析,還可進行結構等其它物理場的分析。

    軟件的特點介紹

    1.友好的用戶界面

    • 面向對象的圖形用戶界面
    • 數據管理系統:數據的保存、恢復;快速的、按需進行的數據讀取;操作平臺的無依賴性;并行計算的無依賴性。

    2.用戶子程序:Java語言描述用戶自定義邊界條件、源項和后處理函數。

    3.幾何的自動和手動修復功能:對輸入的幾何進行自動或者手動的修復,基于點、線、面的修補功能,強大且靈活;便捷的選擇工具和顯示工具。

    4.包面功能(wrapper)

    • 表面處理常常是CFD應用中的一個障礙,對一個復雜形體的表面處理往往耗費大量的時間,對一個非常復雜的結構,往往表面處理的過程需要數周甚至幾個月時間,同時也需要大量的人工干涉過程。
    • 包面的目的:針對一個復雜的形體,在給出任意CAD格式的文件后,不需任何人工干涉,自動形成可生成體網格的完全封閉的、無任何泄漏的面。

    5.STAR-CCM+多面體網格(polyhedral)

    • STAR-CCM+ “蜂窩猜想”的數學問題一直到1999年6月才得到完全證明:六邊形拓補網格可以利用最少的周長劃分相同面積。
    • STAR-CCM+可以接受目前流行網格生成軟件的網格(Hexa、Tetra等),也可以解算多面體網格(Poly)。多面體網格和相同數量的四面體網格(Tetra)相比,不但計算結果更精確,而且解算速度快3~5倍。
    • STAR-CCM+具有功能強大的網格生成器,可自動劃分多面體網格、四面體網格、Trimmed網格。

    6.大規模并行計算能力

    • STAR-CCM+ 使用client-server 架構
      • 仿真文件在server上創建并求解
      • 在client上操作工作界面
    • 基于C++的服務器,基于Java的小型化客戶端
    • STAR-CCM+能實現10億左右網格的大規模并行計算。除了在解算器方面,在前后處理方面也實現了多CPU并行能力
    • 易用性。用戶只需在界面上指定機器名和CPU數,就可以全面實現并行處理

    7.連續介質力學數值技術(CCM)

    • 多物理、基于連續介質的建模方法。建模時定義流體或固體的“連續體”(continua)并承載網格及計算方法;求解域(solution domain)劃分為各個“區域”(regions)并承載物理空間。區域將賦予連續體,不同的物理空間可以賦予不同的計算方法。
    • 物理(physics)與網格(mesh)的分離。在模擬設定過程中,網格僅用來定義問題的拓撲結構
    • 求解域內不同區域之間將進行信息傳遞,并且不依賴于網格,網格的選擇更為自由

    8.STAR-CCM+的求解器算法

    • STAR-CCM+的耦合(Couple)求解器對于解決超音速激波、自然對流和其它速度、壓力、溫度強耦合的工程問題更精確。
    • 先進的基于單元的離散技術
    • 獨特的多面體網格
    • 耦合式或分離式的流動與能量方程求解器
      • 隱式耦合算法——塊AMG求解器
      • 顯式耦合算法——多步Runge-Kutta求解器
      • 隱式分離算法——AMG? SIMPLE求解器
    • 代數多重網格線性方程求解器
    • 多種收斂判定準則

    9.交互式工具包

    • 界面導航式的模擬條件定義方式
    • 局部坐標系(Local coordinate systems)——笛卡爾、圓柱、球坐標等,方便定義速度和方向矢量
    • 工程單位的輸入和顯示
      • SI、USCS
      • 用戶自定義
    • 一體化的分析及可視化工具提供了模擬過程中實時的信息反饋,用戶與求解之間可完全交互式操作,用戶可以隨時暫停求解,調整參數并繼續
    • 場函數(Field functions)——豐富的預設的標量、矢量場函數,以及用戶定義的場函數
    • 報告(reports)和監控器(monitors)——殘差、CPU時間、通量、力、力矩、力矩系數、平均值、最大值、最小值、求和
    • 衍生體(Derived parts)——等值面、剖面、線、點、threshold面、ISO面、流線
    • x-y繪圖——多組數據同時顯示(multiple-plot data);殘差或任何報告值(report value)的顯示,每迭代步或每時間步的實時更新
    • 可視化
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