(完整版)STARCCM基础培训教程

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流体力学CFD软件STAR-CCM培训课件1

流体力学CFD软件STAR-CCM培训课件1
-
网格存储
在可视化的时候使用,或者作为表面重构的 输入文件 Boundary Conditions
28
28
网格及物理模型
网格划分
物理模型设置
8.02版本后,可 以在Parts中定义 网格模型
Boundary Conditions
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求解器设置
大多数情况下,不需要修改默认的求解器参
求解器设置

打开一个存在的CASE,使用:
File > Load Simulation.
保存CASE,使用:
File > Save.
12
12
获取帮助
通过在浏览器中进入在线帮助文档.
13
13
获取帮助
另外,F1键是查找帮助文档的热键. 例如,如果需要查找关于Stopping Criteria的相关帮助 选择Stopping Criteria. 按下F1键 • 浏览器将自动跳转至关于stopping criteria的帮助文档
数据存储在“field functions”里
• •
可以使用不同类型的后处理:
• • • • • •
6
6
基本概念
STAR-CCM+中的CCM是Computational Continuum Mechanics的简称

• •
• •
基于多物理场,连续介质的模拟 在模型中定义流体域或者固体域的连续介质,然后将不同的求解区域分配到这 些连续介质域中。 物理模型与网格分开独立设置 根据模拟的设置,网格仅仅用来定义问题的拓扑结构。 广义的交界面 拓扑构造允许区域之间能够独立于网格(共形网格或者非共形网格)进行数据 交换 基于面的求解器。 支持各种类型的网格 模拟过程的动态控制。 用户可以实时观察计算求解的进行,以此查看是否问题正在收敛,并且可以实 时动态的改变相关的设置参数。 7

STARCCM基础培训教程

STARCCM基础培训教程

STARCCM基础培训教程STARCCM是一款涉及CFD(计算流体力学)模拟工作的软件,它可以在不同行业中用于解决各种流体流动问题,如航空航天、汽车制造、水利工程等领域。

该软件的应用得到了广泛认可,并在各个行业中拥有广泛的用户群体。

为使用户能够更好地使用STARCCM,建议进行基础培训与学习,以便熟练掌握其各种功能和优点。

下面详细介绍STARCCM基础培训教程。

一、STARCCM简介STARCCM是CD-adapco公司开发的一款CFD商业软件,目标是为流体力学分析和优化提供强大的计算工具,涵盖了从几何设计到流体动力学的全部过程。

二、基础操作界面开始使用STARCCM软件时,首先介绍基础操作界面的结构。

而在软件界面的左侧是操作界面,最右侧是3D工具栏,包括模型创建、矢量图表、芯子提取工具等。

右上角的工作区域包括剖面图、曲线、矢量图和Tecplot文件等显示方式。

三、STARCCM的模型无论在哪个行业中,模型是创建流体流动的基础,在STARCCM软件中,创建复杂的流动图是相当困难的,因此在初学者的学习过程中,需要重点了解模型是如何建立的。

一般来说,可以手动建立模型,或者利用静态、动态网格技术,转移相应模型数据。

四、网格生成技术网格的生成是实现精细流体流动分析的重要步骤,因此不同的网格类别会对流动计算的结果产生不同的影响。

根据所需的精度和时间,根据不同的网格技术建立相应流体流动分析计算。

五、流动计算流动计算是了解和掌握流动分析研究目的的基础。

在STARCCM中,流动计算是目标计算的核心部分,其效率和精度直接决定了计算的属性。

STARCCM软件提供了各种流体流动分析模式的支持,如稳定流、不稳定流和湍流模式等。

六、后处理流动计算后处理是流动分析阶段的最后一步,它可以将流动计算的结果显示在2D或3D模型中,并对其进行编辑和可视化。

后处理还包括实体解动画、热画像、粒子轨迹等功能,并提供给广泛的用户来探索流动分析的复杂性。

2024版starccm培训基础

2024版starccm培训基础

设置材料属性
为几何模型赋予适当的材 料属性,如密度、导热系 数、比热容等。
基本操作流程演示
划分网格
采用自动或手动方式, 对几何模型进行网格划 分,生成有限元或有限
体积网格。
设置边界条件
为仿真模型设置适当的 边界条件,如温度、压
力、速度等。
运行求解器
选择合适的求解器,设 置求解参数,运行求解
器进行计算。
02
界面与基本操作
软件界面布局及功能
主界面
包含菜单栏、工具栏、导航树、属性栏、图形 显示区等部分,提供全面的仿真操作环境。
菜单栏
提供文件、编辑、视图、插入、工具、窗口、帮 助等菜单项,涵盖软件所有功能。
工具栏
提供常用操作按钮,如新建、打开、保存、撤销、 重做、剪切、复制、粘贴等。
导航树
以树形结构展示仿真模型的组织结构,方便用户快速 定位和操作。
案例三
电磁仿真分析。通过实际案例,展示电磁仿真分析的完整流程,包括几何模型建立、材料属性设置、激励源 设置、边界条件设置、求解器设置与求解以及结果后处理等步骤。
学员自主操作实践环节
实践一
实践二
实践三
学员自主选择一个实际问题进行 仿真分析,完整地走一遍仿真流 程,包括几何模型建立、网格划 分、物理模型选择、边界条件设 置、求解器设置与求解以及结果 后处理等步骤。
01
02
03
04
05
流体动力学基础
StarCCM+软件 介绍
几何建模与网格划 物理模型设置与求 后处理与结果分析


介绍了流体动力学的基本概 念、原理和方程,包括连续 性方程、动量方程和能量方 程等。
详细讲解了StarCCM+软件 的基本操作、界面布局、工 具栏和菜单功能等。

starccm基础培训教程pdf(2024)

starccm基础培训教程pdf(2024)

应用案例
飞机机翼气动性能分析、汽车外流场与热管理仿真、风力发电机叶片优化设计、生物医学流体动力学模拟等。
2024/1/30
5
学习目标与课程安排
2024/1/30
• 学习目标:通过本课程的学习,学员应能够熟练 掌握Star-CCM+软件的基本操作、前处理技巧、 求解设置及后处理方法,具备独立进行流体动力 学仿真的能力。
1 2
网格类型介绍
介绍常见的网格类型,如结构化网格、非结构化 网格、混合网格等,并分析其优缺点。
网格划分方法
详细讲解Star-CCM+中的网格划分方法,包括自 动划分、手动划分、边界层网格划分等。
3
特殊网格处理技术
针对复杂几何形状和流动特性,介绍一些特殊的 网格处理技术,如多面体网格、嵌套网格等。
2024/1/30
求解器选择建议
在选择求解器时,应根据问题的类型和规模进行 选择。对于大型问题或需要高精度求解的问题, 可以选择高性能计算或并行计算技术来提高计算 效率。
2024/1/30
边界条件设置注意事项
在设置边界条件时,应确保与实际问题的物理背 景相符。对于不确定的边界条件,可以通过实验 或经验数据进行估算和设置。
参数,进行热传导问题求解。
结果后处理
06 对计算结果进行可视化处理,
提取关键信息,如温度分布云 图、热流量曲线等。
2024/1/30
27
案例三:结构力学分析
问题描述
对某一结构进行力学分析,包括应 力、应变、位移等。
建立几模型
根据实际问题,建立结构的几何模 型。
材料属性设置
为几何模型赋予相应的材料属性, 如弹性模量、泊松比等。
数据对比与趋势分析

STARCCM基础培训教程ppt课件

STARCCM基础培训教程ppt课件

应用于风力发电机、水力发电机等设备的性 能分析和优化。
02
01
生物医学
模拟人体内部血液流动、呼吸过程等,为医 疗器械设计和疾病治疗提供支持。
04
03
安装与启动
系统要求
支持Windows和Linux操作系统,需要足够的硬盘空间和内存资源 。
安装步骤
下载软件安装包,按照提示完成安装过程,包括选择安装目录、接 受许可协议等。
实践过程指导
在学员实践过程中,提供必要的指导和帮助,确保学员能 够顺利完成实践任务。
实践结果点评与总结
对学员的实践结果进行点评和总结,指出存在的问题和不 足,提出改进意见和建议。同时鼓励学员分享自己的经验 和心得,促进学员之间的交流和学习。
07 总结回顾与课程展望
关键知识点总结
A
网格生成与处理技术
STARCCM基础培训 教程ppt课件
目录
• 引言 • STARCCM软件概述 • 前处理:建立模型 • 求解器设置与运行 • 后处理:结果分析与可视化 • 实战演练:案例分析与操作演示 • 总结回顾与课程展望
01
引言
培训目的和背景
01
掌握STARCCM软件的基本操作和技能
02
03
了解CFD(计算流体动力学)的基本原理和 应用
网格划分
自动网格划分
根据模型复杂程度自动选择合适的网格类型和大 小。
手动网格划分
提供灵活的网格划分工具,可对特定区域进行细 化或粗化。
网格质量检查
对生成的网格进行质量检查,确保计算准确性。
边界条件设置
定义物理场
选择合适的物理场,如流体、固体、热传导等 。
设置边界条件
为模型的各个部分设置相应的边界条件,如速 度入口、压力出口等。

STARCCM基础培训教程

STARCCM基础培训教程
友好的用户界面
STARCCM提供了直观、易用的用 户界面,方便用户进行快速上手 和高效操作。
安装步骤及注意事项
安装前准备
确保计算机满足最低系统要求,并准备好安装程序和相关许可证文件 。
安装过程
运行安装程序,按照提示进行安装操作,包括选择安装目录、接受许 可协议、选择安装组件等。
许可证配置
在安装完成后,需要进行许可证配置,将许可证文件与软件进行关联 ,以确保软件正常使用。
经验总结与技巧分享
建模经验总结
分享在建模过程中的经验和教训,如几何处理技巧、物理模型选择 建议等。
求解技巧分享
介绍在求解过程中的一些实用技巧,如加速收敛的方法、提高计算 效率的策略等。
案例拓展与讨论
探讨案例的拓展可能性,鼓励学员提出自己的想法和建议,促进交流 与学习。
感谢您的观看
THANKS
注意事项
在优化网格时需要注意保持计算域的 整体性和连续性,避免引入额外的误 差。同时,要关注优化后的网格质量 是否满足计算要求。
04
物理模型设置与求解
物理模型选择及参数设置
选择合适的物理模型
根据实际问题选择合适的物理模型, 如流体动力学模型、传热模型、化学 反应模型等。
设置模型参数
定义几何体
在STARCCM中建立问题的几何模型 ,包括定义几何体的形状、大小、位 置等。
全面的CFD解决方案
STARCCM提供了完整的CFD工作 流程,包括几何建模、网格生成 、物理设置、求解计算和结果后 处理。
强大的物理模型库
STARCCM内置了丰富的物理模型 ,如湍流模型、多相流模型、热 传导模型等,能够准确模拟各种 复杂流动现象。
高效并行计算
该软件支持大规模并行计算,能 够充分利用计算机资源,提高计 算效率。

2024版starccm基础培训教程

2024版starccm基础培训教程

2024/1/30
31
模型建立与网格划分
导入CAD模型
将设计好的CAD模型导入到STAR-CCM+中。
几何清理
对导入的模型进行几何清理,如修复破面、删除重复面等。
2024/1/30
32
模型建立与网格划分
2024/1/30
选择网格类型
根据模拟需求选择合适的网格类型,如结构化网格、非结构化网 格等。
根据特定场量的值绘制等值面或 等值线,以便观察场量的空间分 布。
动画制作
将模拟结果制作成动画,以更直 观地展示流动现象。
27
数据可视化方法
01
02
03
04
云图
通过色彩变化展示场量的空间 分布,如温度云图、压力云图
等。
2024/1/30
矢量图
通过箭头方向和长度表示速度 矢量的大小和方向。
散点图
在二维平面上以点的形式表示 数据,常用于表示两个变量之
网格参数设置
设置网格大小、增长率等参数,以控制网格质量和数量。
生成网格
运行网格生成器,生成计算所需的网格。
33
物理模型设置与求解过程
选择物理模型
根据模拟问题选择合适的物理模型,如湍流模型、多相流模型等。
设置边界条件
设置模型的入口、出口、壁面等边界条件。
2024/1/30
34Leabharlann 物理模型设置与求解过程界面布局调整
演示如何调整界面布 局,使其更符合个人 使用习惯。
04
界面主题更换
演示如何更换界面主 题,提供更加个性化 的界面风格。
2024/1/30
13
03
网格生成技术
Chapter

2.STAR-CCM+培训基础

2.STAR-CCM+培训基础

(图1)
图2
前方来流 条件
考虑汽车行进中周围的空气阻力 无摩擦
车体表面 行进速度
通常的分析中,我们选出有限大的区域,在计 算中设定这个区域,在区域边界处给予某种条件 即边界条件。(图2)
需要对计算对象区 域的边界给予某种 条件(边界条件)
为了以计算机,用数值的方法计算,
在所选出的区域内对连续的空气空间进 行分割。(图3)
但是,在非线性很强的情况下问题会变 得很困难。
不能捕捉细小的混乱
紊流模型有很多种类。根据旋涡粘性(紊流粘性)的概念近似Raynalds应力,效果较 好,应用方便,构成了紊流模型中很大一类。
紊流模型
时间平均模型 RANS
紊流粘性模型
线性紊流粘性 非线性紊流粘性
层流计算
Chapter0
空间平均模型
应力模型
网格 网格
网格
以网格上离散的值构建差分方程的方法称为差分格式,离散网格上的差分方程是连 续空间上的微分方程的近似。使用不同的差分格式,计算的精度、稳定性都有变化。
从上风获得网格的值 上风差分(UD)格式=Upwind Differencing 一阶精度 MARS格式=Monotone Advection And Reconstruction Scheme 二阶精度
7
6
Delta P (kPa)
四面体
5
多面体
4
两种不同类型网格数 vs 压力损失
43.25 hours
1.6 hours 10 hours < 3% error
3 10000
100000
1000000
10000000
Number of Cells
✓ 多面体模型只需要四面体网格数的1/4,但计算精度相当。

STAR-CCM+基础培训教程CDAJ

STAR-CCM+基础培训教程CDAJ

2.1.1.4 surface wrapper边界(boundary)设

在边界(boundary)这一级, 对 每一个边界,有四个控制参 数:

custom gap closure size; custom surface curvature; custom surface proximity; custom surface size
解释
2.1.3 特征线


为了抓住想要的几何特征, 得到高质量的网格( 无论是面网格还是体网格), 有必要定义特征线. 所有定义为特征线的边(edge),将会在meshing过 程中保留. 此外, 在进行表面修理时(例如补洞, 缝合边), 也 需要事先定义特征线.
2.1.3.1创建特征线
STAR-CCM+里, 可以创建下面 亓种特征线:
2.1.4.2缝合边 (zipping edge)
2.2 体网格

STAR-CCM+有三种体网格模型:

tetrahedral mesher polyhedral mesher trimmer


对以上3种网格模型, 都可以同时使用prism layer mesher, 以便在近壁区域产生棱柱状边界层网格. 使用volume source (包括长方体, 球体, 圆柱体, 圆锥 体)可以对网格密度进行控制 当解析结果存在时, 生成新的网格后, 解析结果会自 动映射到新的网格上.
辐射


流动和能量 无粘,层流,湍流。 气体,液体,固体和多孔介质。 共轭传热 自由表面 (VOF) 空化(cavitation) 辐射类型的热交换 FAN性能曲线修正的动量源项。

2024年STARCCM基础培训教程

2024年STARCCM基础培训教程

STARCCM基础培训教程引言第一部分:软件安装和启动1.1软件安装在进行STARCCM基础培训之前,需要安装软件。

请访问官方网站最新版本的STARCCM安装包。

根据操作系统的要求,选择相应的安装包进行。

1.2软件启动安装完成后,双击桌面上的STARCCM图标或从开始菜单中找到STARCCM并启动。

启动后,将显示软件的欢迎界面。

第二部分:基本操作和界面介绍2.1操作界面STARCCM的操作界面主要包括菜单栏、工具栏、浏览器、视图和状态栏等部分。

菜单栏位于界面的顶部,提供了各种功能和选项。

工具栏位于菜单栏下方,包含了一些常用的工具和按钮。

浏览器位于左侧,用于显示和管理场景中的对象。

视图位于中央,用于显示模型的图形界面。

状态栏位于底部,显示了一些关于当前操作的信息。

2.2基本操作在STARCCM中,基本操作包括创建模型、设置边界条件、划分网格、求解和后处理等。

下面将简要介绍这些操作的基本步骤。

2.2.1创建模型在菜单栏中选择“File”->“New”创建一个新的模型。

在弹出的对话框中,可以选择模型的类型和单位制。

然后,根据需要创建几何形状,可以使用内置的几何创建工具或导入外部CAD模型。

2.2.2设置边界条件创建模型后,需要设置边界条件。

在浏览器中,找到相应的边界条件选项,并进行设置。

例如,可以设置进口速度、出口压力、壁面粗糙度等。

2.2.3划分网格设置边界条件后,需要对模型进行网格划分。

在菜单栏中选择“Mesh”->“CreateMesh”进行网格划分。

在弹出的对话框中,可以选择网格类型和网格参数。

然后,“Generate”按钮网格。

2.2.4求解网格划分完成后,可以进行求解。

在菜单栏中选择“Simulation”->“Run”进行求解。

在弹出的对话框中,可以选择求解器类型和求解参数。

然后,“Start”按钮开始求解。

2.2.5后处理求解完成后,可以进行后处理。

在菜单栏中选择“Results”->“Post-processing”进行后处理。

STAR-CCM基础培训教程

STAR-CCM基础培训教程

1.4 网格功能
(Version 2.02.009)
表面几何输入 可以导入的面网格或几何: .dbs - pro-STAR surface database mesh file .inp - pro-STAR cell/vertex shell input file .nas - NASTRAN shell file .pat - PATRAN shell file .stl - Stereolithography file
Chap 2. STAR-CCM+ 网格功能
2.1 面网格
2.1.1 Surface Wrapper 2.1.2 Surface Remesher 2.1.3 特征线 2.1.4 修补工具(hole filler, edge zipper)
2.2 体网格
2.2.1 Polyhedral mesher 2.2.2 Tetrahedral mesher 2.2.3Trimmer 2.2.4 prsim layer mesher
➢ boundary perimeters – 将边界的 周围定义为特征线
2.1.3.2 增加特征线
特征线可以按照如下 方式手动添加
2.1.3.3 编辑特征线
可以对特征线进行 编辑(重新分组或删 除)
2.1.4. 面的修补
STAR-CCM+里可以利用特征线对表 面进行修补. 补洞 (hole filler) 缝合边 (edge zipper)
2.2.1 polyhedral mesh
使用pห้องสมุดไป่ตู้lyhedral mesher产生的网格如下:
2.2.2 tetrahedral mesh
2.3 模型的演化 2.4 界面的处理

STARCCM基础培训教程 ppt课件

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Chap 2. TAR-CCM+ 网格功能
2.1 面网格
2.1.1 Surface Wrapper 2.1.2 Surface Remesher 2.1.3 特征线 2.1.4 修补工具(hole filler, edge zipper)
2.2 体网格
2.2.1 Polyhedral mesher 2.2.2 Tetrahedral mesher 2.2.3Trimmer 2.2.4 prsim layer mesher
transition)
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density Function
(PPDF), adiabatic and non-adiabatic
Chap 1. STAR-CCM+简介
1.1 STAR-CCM+是什么? 1.2 STAR-CCM+ 求解问题的过程. 1.3 STAR-CCM+ 的工作界面. 1.4 现有的网格功能. 1.5 现有的物理模型.
1.1 STAR-CCM+是什么?
STAR-CCM+由CD-adapco公司开发, 是“下一代的CFD解决方案” 强大的网格能力:从面网格(Surface wrapper)到体网格。 先进的物理模型: 包括层流,湍流,多相流,气穴,辐射,燃烧,边界

FAN性能曲线修正的动量源项。
湍流 ➢ Spallart-Allmaras ➢ K-Epsilon ➢ K-Omega ➢ 雷诺应力输运方程 ➢ 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) ➢ 壁面距离 (Exact, Approximate) ➢ 边界层转戾(prescriptive boundary-layer

STARCCM基础培训教程 ppt课件

STARCCM基础培训教程  ppt课件
一个inplace类型的交界面会自动创建201991245chap3starchap3starccmccm计算设定计算设定31物理模型32边界条件33初始条件34solver参数35监控monitor设置36终止判据2019912463131物理模型物理模型空间二维三维轴对称时间稳态显式非稳态隐式非稳态运动静止刚体运动运动参照系材料气体液体固体多组分气体多组分液体多相流vof可以考虑空化流动耦合求解分离求解状态方程常密度理想气体多项式密度粘性格式层流湍流辐射surfacetosurfacediscreteordinate其他被动标量重力etc2019912473131物理模型物理模型续续湍流模型kepsilonlienlowreaknlowrerealizablekerealizable2layerkestandardkestandard2layerkekomegabslkomegasstkomegastandardwilcoxkomega雷诺应力模型线性压力应变线性压力应变2层二次压力应变spalartallmaras标准spalartallmaras高雷诺数spalartallmaras2019912483232边界条件边界条件starccm使用如下的边界条件
custom gap closure size; custom surface curvature; custom surface proximity; custom surface size
解释
2.1.2 surface remesher
surface remesher用来对已有的表面进行再次三角化, 以 便提高表面三角形质量, 为生成体网格做准备. Remeshing的效果主要取决你设定的目标尺度, 同时可以提 供基于表面曲率(curvature), 临近率(proximity)的细化. 在每个边界(boundary), 可以设定不同的目标尺度, 进行局 部控制.也可以取消remesher, 以便保留原始网格.

STAR-CCM+基础培训教程CDAJ

STAR-CCM+基础培训教程CDAJ

1.5 现有的物理模型 (Version 2.02.009)
基本模型 空间
二维l 轴对称 轴对称 三维
湍流 SpallartSpallart-Allmaras K-Epsilon K-Omega 诺应力 雷诺应力输运方程 壁面处 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) 壁面距离 (Exact, Approximate) 层转戾( boundary边界层转戾(prescriptive boundary-layer transition) transition)
2.1.1.1 surface wrapper的属性选项
wrapper的属性有 的属性有3 Surface wrapper的属性有3 个选项: 个选项:
Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement
缺省情况下, 缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开
2.1.2.1 surface remesher的属性选项
remesher的属性 Surface remesher的属性 有两个选项: 有两个选项: 选项
Do curvature refinement Do proximity refinement
缺省情况下, 两个选项 选项都 缺省情况下, 两个选项都 打开
volume of interest specification; contact prevention; smallest wrapping volume
其中体积指定(volume 其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项: 有如下四个选项 specification)有如下四个选项:

(完整版)STARCCM基础培训教程

(完整版)STARCCM基础培训教程
基于分析结果,提出优化方案或改进建议,以改进产品设计或流程。
06 案例分析和实践 操作
案例介绍和问题分析
案例背景
01
介绍案例的来源、应用领域和重要性。
问题描述
02
详细阐述案例中需要解决的具体问题,包括问题的性质、难度
和关键点。
分析方法
03
介绍针对案例问题的分析方法和思路,包括数学建模、仿真模
拟等。
STARCCM的界面包括菜单栏、工具 栏、项目树、属性窗口和图形窗口等 部分,方便用户进行各种操作。
操作流程
用户可以通过以下步骤进行模拟和分 析:创建新项目、导入几何模型、定 义物理问题、生成网格、设置边界条 件、选择求解器和运行模拟等。
常用术语和概念
CFD
计算流体动力学,是一种利用计算机模拟和分析流体流动、传热和化 学反应等问题的数值方法。
多相流模型
介绍多相流的基本概念和分类,以及常用的多相流模型,如VOF模 型和Mixture模型。
数值方法简介
有限体积法
阐述有限体积法的基本原理和求解过程,包括 网格划分、控制方程离散化和线性方程组求解。
有限元法
介绍有限元法的基本思想和求解过程,以及其在 STARCCM中的应用。
有限差分法
简述有限差分法的基本原理和求解过程,并比 较其与有限体积法和有限元法的优缺点。
操作步骤和技巧分享
软件环境搭建
介绍STARCCM软件的安装、配置和启动过 程。
仿真计算
介绍如何进行仿真计算,包括求解器设置、 计算参数选择和计算过程监控。
模型建立
详细讲解如何在STARCCM中建立案例的几 何模型、网格划分和边界条件设置。
结果后处理
讲解如何对计算结果进行后处理,包括数据 提取、可视化展示和结果分析。

2024版年度STARCCM基础培训课件13

2024版年度STARCCM基础培训课件13

•课件背景与目的•STARCCM界面与基本操作•网格划分技术详解•物理模型设置与求解过程剖析目录•后处理功能应用与结果展示技巧•案例分析:典型问题解决方案•课程总结与展望01课件背景与目的STARCCM软件简介123培训目标与课程安排培训目标课程安排学员应具备基本的计算机操作能力,了解流体力学的基本概念。

对于没有接触过CFD软件的学员,建议提前预习相关基础知识,如计算流体力学的基本原理、常用物理模型等。

学员应自备笔记本电脑,并安装好STARCCM软件,以便在培训过程中进行实践操作。

010203学员基础要求及预备知识02STARCCM界面与基本操作界面整体布局包括菜单栏、工具栏、模型树、属性栏、图形菜单栏提供文件、编辑、视图、插入、工具、窗口、帮工具栏模型树属性栏图形窗口软件界面布局及功能区域介绍选择文件类型、设置文件名和保存路径,创建新的模型文件。

新建模型文件基本操作流程演示支持多种格式的三维CAD 模型导入,包括STEP 、IGES 、STL 等。

导入几何模型选择合适的网格类型、设置网格参数,对几何模型进行离散化。

创建网格选择合适的求解器、设置求解参数,进行数值计算。

求解计算选择相应的物理场,设置边界条件、初始条件、材料属性等。

设置物理模型查看计算结果、生成图表、动画等,进行数据分析和可视化展示。

后处理分析0102选择工具移动工具旋转工具缩放工具快捷键030405常用工具与快捷键使用方法03网格划分技术详解网格划分原理及方法分类网格划分基本原理方法分类结构化网格与非结构化网格对比结构化网格优点包括生成速度快、质量好、数据结构简单等;缺点在于对复杂几何形状的适应能力差。

常用于简单的二维和三维问题。

非结构化网格优点在于对复杂几何形状的适应能力强、局部加密容易等;缺点在于生成速度慢、质量不易控制、数据结构复杂等。

常用于复杂的二维和三维问题,如流体动力学、结构力学等。

网格质量评估与改进策略质量评估指标改进策略04物理模型设置与求解过程剖析用于模拟气体或液体的流动行为,广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。

STAR-CCM基础培训教程

STAR-CCM基础培训教程

STAR-CCM基础培训教程STAR-CCM+ 是一款流体仿真软件,它可以解决各种流体流动、热传传递与反应等方面的问题。

STAR-CCM 基础培训教程可以帮助学习者快速入门这个软件,并掌握其基本操作。

1. 软件安装与启动首先,我们需要下载STAR-CCM+ 软件,并按照提示进行安装。

安装完成后,我们可以通过桌面图标或开始菜单启动该软件。

2. 开始一个新项目在启动软件后,我们可以选择“新建”来开始一个新项目。

在此过程中,我们需要输入项目名称,选择仿真类型和仿真单元,并设置计算区域和求解器等参数。

如果我们不确定如何设置这些参数,可以选择默认设置。

3. 处理几何模型在创建项目之后,我们需要处理几何模型。

此时,我们可以导入一些已有的模型文件,或使用软件自带的几何模型编辑器。

如果选择导入模型文件,我们需要确保该文件格式与软件兼容。

如果模型文件不兼容,我们可以使用其他软件将其转换为兼容格式。

如果选择使用几何模型编辑器,我们可以创建和组装几何体,或在现有模型基础上进行编辑。

4. 设定网格处理几何模型后,我们需要为模型设定网格。

网格可以分为结构化网格和非结构化网格两种类型。

在设定网格时,我们需要注意网格的密度和质量。

网格的密度越大,计算精度越高,但计算时间会增加。

5. 输入物理参数在准备好网格后,我们需要输入物理参数。

物理参数包括流体属性、边界条件、初始条件等。

对于问题的求解精度和速度而言,边界条件的设定尤为重要。

6. 求解完成前面几步后,我们可以开始求解问题。

在求解之前,我们需要将问题设置为静态问题或动态问题,并选择相应的计算方法。

如果需要优化策略,可以进行反复迭代。

7. 后处理求解完成后,我们需要进行后处理。

后处理包括静态和动态模拟结果可视化、报表生成等。

在生成报表时,我们可以使用软件自带的分析工具或自行编写脚本。

总之,通过STAR-CCM基础培训教程,我们可以学习到如何使用流体仿真软件解决流动、换热和反应问题。

STARCCM基础培训教程

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解释
2.1.2 surface remesher

surface remesher用来对已有的表面进行再次三角化, 以 便提高表面三角形质量, 为生成体网格做准备. Remeshing的效果主要取决你设定的目标尺度, 同时可以 提供基于表面曲率(curvature), 临近率(proximity)的细化. 在每个边界(boundary), 可以设定不同的目标尺度, 进行局 部控制.也可以取消remesher, 以便保留原始网格.
1.5 现有的物理模型 (Version 2.02.009)
基本模型 空间

湍流
二维l 轴对称 三维 稳态 显式非稳态 隐式非稳态

时间





运动
运动参照系模型# 刚体运动模型
Spallart-Allmaras K-Epsilon K-Omega 雷诺应力输运方程 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) 壁面距离 (Exact, Approximate) 边界层转戾(prescriptive boundary-layer transition)
时, surface wrapper可以用来提供一个封闭,流形,非交叉的表面。包括:

封闭洞(holes), 缝隙(gaps)和错配的面(mismatches); 去掉双重面(double surfaces), 除去不需要的内部几何特征; 简化表面, 除去不必要的细节; 提供基于曲率(curvature), 临近率(proximity)以及对独立表面的细化
Chap 1. STAR-CCM+简介
1.1 STAR-CCM+是什么? 1.2 STAR-CCM+ 求解问题的过程. 1.3 STAR-CCM+ 的工作界面. 1.4 现有的网格功能. 1.5 现有的物理模型.
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transition)
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density Function
(PPDF), adiabatic and non-adiabatic

FAN性能曲线修正的动量源项。
湍流 ➢ Spallart-Allmaras ➢ K-Epsilon ➢ K-Omega ➢ 雷诺应力输运方程 ➢ 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) ➢ 壁面距离 (Exact, Approximate) ➢ 边界层转戾(prescriptive boundary-layer
1.5 现有的物理模型
(Version 2.02.009)
基本模型
空间
➢ 二维l ➢ 轴对称 ➢ 三维
时间

稳态

显式非稳态

隐式非稳态
运动
运动参照系模型# 刚体运动模型
流动和能量

无粘,层流,湍流。

气体,液体,固体和多孔介质。

共轭传热

自由表面 (VOF)

空化(cavitation)

辐射类型的热交换
2.1.1.1 surface wrapper的属性选项
Surface wrapper的属性有3 个选项:
Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement
缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开
2.1.4.1补洞 (hole filler)
2.1.4.2缝合边 (zipping edge)
2.2 体网格
STAR-CCM+有三种体网格模型:
tetrahedral mesher polyhedral mesher trimmer
对以上3种网格模型, 都可以同时使用prism layer mesher, 以便在近壁区域产生棱柱状边界层网格. 使用volume source (包括长方体, 球体, 圆柱体, 圆锥 体)可以对网格密度进行控制 当解析结果存在时, 生成新的网格后, 解析结果会自 动映射到新的网格上.
1.4 网格功能
(Version 2.02.009)
表面几何输入 可以导入的面网格或几何: .dbs - pro-STAR surface database mesh file .inp - pro-STAR cell/vertex shell input file .nas - NASTRAN shell file .pat - PATRAN shell file .stl - Stereolithography file
2.1.2.2 surface remesher的全局(global) 设定
使用surface remesher时,有如下的 全局控制参数:
base size;
surface curvature(#Pts/circle );
surface growth rate;
surface proximity(Search Floor, # Points in a gap);
层转戾,高马赫流,共轭热传导等等,以及新的热交换器和风扇模
型。 多面体网格: 较少的内存和更快的求解速度。 强大的可视化:: 分析过程中的动态显示。
可信赖的结果: STAR-CCM+ solver的稳健性
网格兼容性: STAR-CD, ICEM, GridGen, Gambit 十亿以上的网格处理能力: 诞生之初,STAR-CCM+就专门为处理大 规模网格而设计。.
Chap 2. STAR-CCM+ 网格功能
2.1 面网格
2.1.1 Surface Wrapper 2.1.2 Surface Remesher 2.1.3 特征线 2.1.4 修补工具(hole filler, edge zipper)
2.2 体网格
2.2.1 Polyhedral mesher 2.2.2 Tetrahedral mesher 2.2.3Trimmer 2.2.4 prsim layer mesher
STAR-CCM+ 基础培训教程
(V 2.02.009)
所属:CDAJ CHINA
目录
Chap.1: STAR-CCM+简介 Chap.2: STAR-CCM+网格功能 Chap.3: STAR-CCM+计算设定 Chap.4: STAR-CCM+后处理 Chap.5: STAR-CCM+的工具(tools) Chap.6: 一个简单的例子 Chap.7: 附录
custom gap closure size; custom surface curvature; custom surface proximity; custom surface size
解释
2.1.2 surface remesher
surface remesher用来对已有的表面进行再次三角化, 以 便提高表面三角形质量, 为生成体网格做准备. Remeshing的效果主要取决你设定的目标尺度, 同时可以提 供基于表面曲率(curvature), 临近率(proximity)的细化. 在每个边界(boundary), 可以设定不同的目标尺度, 进行局 部控制.也可以取消remesher, 以便保留原始网格.
有关区域Region和边界(boundary)的概念见附录

在区域(region)这一级, 有三个选项来 进一步控制包面效果,它们是:
volume of interest specification; contact prevention; smallest wrapping volume
其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项:Βιβλιοθήκη 解释2.1.3 特征线
为了抓住想要的几何特征, 得到高质量的网格( 无论是面网格还是体网格), 有必要定义特征线. 所有定义为特征线的边(edge),将会在meshing过 程中保留. 此外, 在进行表面修理时(例如补洞, 缝合边), 也 需要事先定义特征线.
2.1.3.1创建特征线
STAR-CCM+里, 可以创建下面 五种特征线:
➢ boundary perimeters – 将边界的周 围定义为特征线
2.1.3.2 增加特征线
特征线可以按照如下方 式手动添加
2.1.3.3 编辑特征线
可以对特征线进行编 辑(重新分组或删除)
2.1.4. 面的修补
STAR-CCM+里可以利用特征线对表 面进行修补. 补洞 (hole filler) 缝合边 (edge zipper)
2.2.1 polyhedral mesh
使用polyhedral mesher产生的网格如下:
2.2.2 tetrahedral mesh
➢ sharp edges – 创建基于锐边角度值 (Sharp edge angle value)的特征线 ( 缺省值为31度);
➢ free edges – 将所有的自由边定义 为特征线;
➢ non-manifold edges – 将所有的非 流形边定义为特征线;
➢ patch perimeters – 将patch的周围 定义为特征线
时, surface wrapper可以用来提供一个封闭,流形,非交叉的表面。包括:
➢ 封闭洞(holes), 缝隙(gaps)和错配的面(mismatches); ➢ 去掉双重面(double surfaces), 除去不需要的内部几何特征; ➢ 简化表面, 除去不必要的细节; ➢ 提供基于曲率(curvature), 临近率(proximity)以及对独立表面的细化
网格演化 Transform – 缩放, 平移和旋转 对边界(boundaries)和区域(regions)的分裂和合 并 创建,删除和融合交界面(interfaces) 融合内部边界 将3维网格转化为2维
和其他网格生成软件的协调性 可以输入来自以下网格: pro-STAR Gridgen Fluent Gambit STAR-CD ICEM 可以输出到pro-STAR进行后处理
STAR-CCM+ makes the Tour de France less of a Drag
1.2 STAR-CCM+ 求解问题的过程
输入模型 准备网格 选择物理模型 设定边界条件 设定初始条件 运算 后处理
1.3 STAR-CCM+ 的工作界面
STAR-CCM+ 的工作界面(workspace)如下:
curvature refinement, gap closure, proximity refinement 在附录中有介绍
2.1.1.2 surface wrapper的全局(global)设 定
使用surface wrapper时,有如下的全局控 制参数:
base size; gap closure size;
面网格 面网格工具: Surface remesher Surface wrapper Hole filler Edge zipper 特征线提取和编辑工具
体网格 3种体网格模型: tetrahedral polyhedral trimmed 边界层网格模型: prism layer 精细网格调节: Volume sources 全局或局部参数设置
surface curvature(#Pts/circle ); surface proximity (Search Floor, # Points in a gap);
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