流体力学CFD软件STAR-CCM培训课件1
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STAR CCM使用手册PPT课件
➢
空化(cavitation)
➢
辐射类型的热交换
➢
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 ➢ DES/LES ➢ 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) ➢ 壁面距离 (Exact, Approximate) ➢ 边界层转戾（prescriptive boundary-layer
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:
体网格 3种体网格模型: tetrahedral polyhedral Trimmed Mesh extruder 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
面网格 面网格工具: Surface remesher Surface wrapper Hole filler Edge zipper 网格编译 特征线提取和编辑工具
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) 2.1.5 面网格检查和编译 2.1.6 创建简单几何
2.2 体网格
2.2.1 Polyhedral mesher 2.2.2 Tetrahedral mesher 2.2.3Trimmer 2.2.4 Extruder mesher 2.2.5 prsim layer mesher 2.2.6 体网格检查
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
29
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
数
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
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
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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
数
打开一个存在的CASE，使用:
File > Load Simulation.
保存CASE，使用:
File > Save.
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获取帮助
通过在浏览器中进入在线帮助文档.
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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:
• • • • • •
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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。
2.STAR-CCM+培训基础
Chapter0
0-1．用计算机来解决流动问题？
CFD = Computational Fluid Dynamics = 计算流体动力学。所谓CFD，是以计算机 为工具，用数值的方法来解决『流动』问题的流体力学。下面考虑一个简单的例 子。
图1
左图的例子，汽车周围到天空，空气是连续存 在的，把全部的空气做为计算对象是不现实的。
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% 0
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。
(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)
Chapter0
0-3．Navier-Stokes方程
Navier-Stokes方程式完整描述了流体的运动。
欧拉（1707～1783） 瑞士数学、物理学、天文学家
欧拉方程 描述无粘性流体的运动
纳维尔（1785～1836） 法国数学、物理学家
斯托克斯(1819～1903) 爱尔兰数学、物理学家
考虑粘性
1-1-1．STAR-CCM+概述
STAR-CCM+的特征相关说明。
0-1．用计算机来解决流动问题？
CFD = Computational Fluid Dynamics = 计算流体动力学。所谓CFD，是以计算机 为工具，用数值的方法来解决『流动』问题的流体力学。下面考虑一个简单的例 子。
图1
左图的例子，汽车周围到天空，空气是连续存 在的，把全部的空气做为计算对象是不现实的。
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% 0
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。
(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)
Chapter0
0-3．Navier-Stokes方程
Navier-Stokes方程式完整描述了流体的运动。
欧拉（1707～1783） 瑞士数学、物理学、天文学家
欧拉方程 描述无粘性流体的运动
纳维尔（1785～1836） 法国数学、物理学家
斯托克斯(1819～1903) 爱尔兰数学、物理学家
考虑粘性
1-1-1．STAR-CCM+概述
STAR-CCM+的特征相关说明。
流体力学CFD软件STARCCM培训课件
161
表面重构
当包面已经完成，它应该紧跟着表面重构去改善表面三角化质量，因而提高体网 格质量
• 点击Geometry > Operations > New > Automated Mesh • 选择一个新的窗口
• Parts > Surface Wrapper. • Surface Remesher. • Automatic Surface Repair.
• 到Operations > Surface Wrapper • 点击Contact Prevention > New > One Group Contact Prevention • 重命Ground 和Tires • 选择Ground, Tire Front 和 Tire Rear 作为 Surfaces. • Minimum Size: 6 mm
(因为开始时使用的是三角化的表面)
150
150
检查表面
打开surface repair 工具.
• 点击 Geometry > Parts > Bike > Repair Surface...
• 点击 OK. • 阀值管理...(Manage Thresholds...)
• 检查所有的阀值 • 点击 OK.
- 右击surface wrap-run leak detection
• 指定目标点和源点（ Target 和Source points ） • 计算路径 • 固定所有的漏洞，并且再次检查漏洞 • 具体设置参数：
‒ Base Size: 0.01 m. ‒ Minimum Size: 40%. ‒ Target Size: 50%. ‒ Gap Closure Size: 80%. ‒ Smallest Wrapping Volume: 0.0031 m^3.
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
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。.
其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项:
external; largest internal; seed point; nth largest
Largest internal
Nth largest
external
Seed point
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)
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
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。.
其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项:
external; largest internal; seed point; nth largest
Largest internal
Nth largest
external
Seed point
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)
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
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。
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。
流体力学cfd软件star-ccm+培训课件
147
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介绍
在包面前需要准备到什么样的表面呢?
在表面上修复较大的洞
• 使用洞填充 • 或者使用泄漏检测追踪和填充
组织边界
• 分割不连续的 • 交互式分割 • 用块分割（cad格式或者中间格式） • 分割特征线
148
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设置
• 启动STAR-CCM+并且打开现有的仿真文件 SurfaceWrapper / Motorbike_Start.sim.
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161
表面重构
当包面已经完成，它应该紧跟着表面重构去改善表面三角化质量，因而提高体网 格质量
• 点击Geometry > Operations > New > Automated Mesh • 选择一个新的窗口
• Parts > Surface Wrapper. • Surface Remesher. • Automatic Surface Repair.
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网格参数
我们通过对现有三角化面的测量，选择合理的base size
• 显示网格 • 使用尺子测量三角化尺寸
大约 27mm
153
153
相关体积
相关体积，不同包面规格 例如外流实例，默认使用内部最大相
关体积（ Largest Internal ），因为 在风洞与整车之间的区域是最大的内 部空间
Ground
400
Minimum % 1600 100
注意:地面需求与其他边界不同，因为地面边界层需要定义
157
157
防止接触（Contact prevention）
防止接触的使用:
• 在边界和其他接触面上无任何交叉 • 在两个相交的边界保持连续
STAR-CCM+基础培训教程CDAJ
2.1.1.4 surface wrapper边界(boundary)设
定
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。
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
2.2 体网格
2.3 模型的演化 2.4 界面的处理
2.1.1 surface wrapper
在导入的CAD数据质量较差时, 例如存在: 洞和缝隙; 错配的边; 多重边(multiple edges); 折叠尖角(sharp angle folds); 很差的三角形状 (如needles cells); 交叉(self intersection); 非流形拓扑结构(non-manifold topology)
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
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; surface curvature(#Pts/circle ); surface proximity (Search Floor, # Points in a gap); surface size; wrapper feature angle; and wrapper scale factor
STARCCM基础培训教程 ppt课件
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
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
网格质量检查与优化
网格质量检查 检查网格是否完整，无缺失或重复单元。 检查网格是否连续，无错位或重叠单元。
网格质量检查与优化
• 检查网格正交性、长宽比等质量指标是否符 合要求。
网格质量检查与优化
01
网格优化
02
对于质量较差的网格，可以通过调整网格参数、重新划分局部区域等 方法进行优化。
03
对于复杂模型，可以采用多层网格、局部加密等技术提高计算精度和 效率。
安装步骤及注意事项
2. 解压安装包并双击运行 安装程序；
1. 下载Star-CCM+安装包 ；
安装步骤
01
03 02
安装步骤及注意事项
3. 按照安装向导提示完成软件的安装 ；
4. 安装完成后，启动Star-CCM+并进 行初始化设置。
安装步骤及注意事项
01
注意事项
02
1. 确保计算机满足软件的最低系统要求；
05
后处理与结果分析
Chapter
后处理功能介绍
场量提取
从模拟结果中提取各种场量， 如速度、压力、温度等场生成流线，直观地 展示流体流动路径。
等值面/等值线绘制
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。
高性能计算支持
Star-CCM+支持并行计算和GPU 加速，可充分利用计算资源，提 高求解效率。
01 02 03 04
丰富的物理模型库
软件内置了多种物理模型，如湍 流模型、多相流模型、燃烧模型 等，可满足不同领域的需求。
强大的后处理功能
软件提供了丰富的后处理工具， 如流线、云图、动画等，方便用 户直观地查看和分析模拟结果。
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
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。
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。
STAR-CCM+ 基础培训教程
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
?一个inplace类型的交界面会自动创建chap3starchap3starccmccm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34solver参数35监控monitor设置36终止判据3131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可以考虑空化流动流动耦合求解分离求解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无粘层流湍流辐射surfacetosurfacediscreteordinate其他被动标量重力etc3131物理模型物理模型续续kepsilonlienlowreaknlowrerealizablekerealizable2layerkestandardkestandard2layerkebslkomegabslkomega湍流模型komegasstkomegastandardwilcoxkomega雷诺
解释
2.1.2.3 surface remesher边界 (boundary)设定
在区域(region)这一级, remesher没有控制选项. 在边界(boundary)这一级, 有 如下四个控制参数:
(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
?一个inplace类型的交界面会自动创建chap3starchap3starccmccm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34solver参数35监控monitor设置36终止判据3131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可以考虑空化流动流动耦合求解分离求解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无粘层流湍流辐射surfacetosurfacediscreteordinate其他被动标量重力etc3131物理模型物理模型续续kepsilonlienlowreaknlowrerealizablekerealizable2layerkestandardkestandard2layerkebslkomegabslkomega湍流模型komegasstkomegastandardwilcoxkomega雷诺
解释
2.1.2.3 surface remesher边界 (boundary)设定
在区域(region)这一级, remesher没有控制选项. 在边界(boundary)这一级, 有 如下四个控制参数:
STARCCM基础培训教程
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); surface size
2.1.1.1 surface wrapper的属性选项
Surface wrapper的属性有 个选项:
Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement
缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开
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
其中体积指定(volume of interest specification)有如下四个选项:
external; largest internal; seed point; nth largest
Largest internal Nth largest
解释
external Seed point
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。
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STAR-CCM+ 基础
介绍图形用户界面 工作流程
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术语
STAR-CCM+ 使用下面的术语: Parts. Regions. Boundaries. Interfaces（交界面）. Continua（连续体）. 下面的几张PPT将基于右图，详细 解释上面的术语。
在STAR-CCM+中生成网格 表面包面 WORKSHOP: 表面包面 漏洞检查与关闭 体网格模型 STAR-CCM+中的交界面 WORKSHOP: 排气歧管
STAR-CCM+中的高级设置 I 求解器设置 WORKSHOP: 解法收敛历史 I STAR-CCM+中的高级设置 II 流场初始化 WORKSHOP: 解法收敛历史 II – 后处 理
数据存储在“field functions”里
• •
可以使用不同类型的后处理:
• • • • • •
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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
STAR-CCM+ 培训
Version 2013/10
内容
第一天 STAR-CCM+简介 软件概览 STAR-CCM+ 基础与工作流程 WORKSHOP: 运行STAR-CCM+ WORKSHOP: STAR-CCM+工作流程 3 第二天
15 35 67 82 101 115
后处理
后处理工具 WORKSHOP: 后处理
7
简介
STAR-CCM+使用客户端-服务器架构:
•
轻量级的Java前端和C++服务器
可以在Windows系统以及Linux系统上运行 在服务器端创建以及求解模拟对象 在客户端查看模拟对象以及结果
客户端与服务器是两个不同的进程
• •
两者可以在两台不同的计算机上面运行 可以通过服务器进程连接以及断开与客户端的连接，而不必需要暂停服务器进 程
9
9
客户端-服务器架构: 串行
STAR CCM+默认在同一台机器中
启动客户端以及服务器进程。 一旦选中Remote Server，STAR CCM+将会在指定的机器上启动服 务器进程。
•
命令行字符串需要与远端使用的脚 本路径相匹配
10
10
客户端-服务器架构: 并行
客户端-服务器架构扩展了并行的功能，在服务器端可以使用Controller –Worker模型
打开一个存在的CASE，使用:
File > Load Simulation.
保存CASE，使用:
File > Save.
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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
• • • • •
方便易用。 高度集成化的软件包。 自动网格划分。 大量的物理模型。 强大的后处理功能。
从2004年开始开发。
• • • •
使用最新的数值以及软件技术。 设计为解决超大计算模型 (1亿网格)。 完全集成的仿真流程: 在同一界面内将CAD模型转为CAE进行分析。 快速的开发周期: 每四个月发行一次新版本。 4
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客户端-服务器架构详解
客户端: 客户端-服务器架构的一部 分，在客户端上可以开始新建模拟 以及查看计算结果及后处理。 服务器: 在模拟中使用各种命令， 例如导入数据或者运行求解器。
计算机的相关进程:
Windows GUI客户端 Batch客户端 服务器 starccmw.exe starccm+.exe star-ccm+.exe Linux java starccm+ star-ccm+
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16
Parts
Part为物理空间的几何定义
• •
其代表了真实的尺寸与形状。 其可以为Geometry Part或者 Derived Part。
Body 1
Body 2
Body 3
Body 4
17
17
Region 和 Boundary
Region为3D空间的体积（2D空间为
表面）
•
其不必需要连续，region由共形网格离 散而成，它包含连接的面、网格以及节 点
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文件处理
STAR CCM+所保存的文件的后缀 名为*.sim，该文件包含计算网格、 模型设置以及最后一步迭代或者最 后一个时间步长的结果。也可以输 出后缀名为*.simh的文件，用来储存 和重新载入前面的迭代过程的结果.
开始一个新的CASE，使用:
File > New Simulation.
145 145 164 178 213 253 266 276 290
在STAR-CCM+中生成网格 表面网格模型 WORKSHOP: 表面清理
Copyright ©2013 by CD-adapco. All rights reserved
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STAR-CCM+ 简介
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简介
STAR-CCM+ 是一个高度集成化的，强大的仿真工具:
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集成化的软件包
CAD CFD
STAR-CCM+的操作界面简单易用，包含CAD模型的创建，以及对CFD结 果的后处理
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强大的后处理功能
基于“parts”的概念
• •
边界，切平面，孤立面…… 一旦part被创建出来，可以对其进行任何后处理操作 预定义数据，比如，温度，压力 用户自定义数据 云图/矢量图 截面，流线以及孤立面 将对称均量报告 检测随着时间变化的数据 XY图