STAR CCM+求解器
關注創(chuàng)建者：仿真客 創(chuàng)建時間：2022-12-27
STAR CCM+求解器的視頻教程
II-04雙流體熱交換器：汽車散熱器《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之II熱傳遞和輻射_04雙流體熱交換器：汽車散熱器 涉及主要知識點： 1）雙流體熱交換器； 2）切割體網(wǎng)格定位。
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II-06多波段表面至表面輻射：太陽能集熱器《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之II熱傳遞和輻射_06多波段表面至表面輻射：太陽能集熱器 涉及主要知識點： 1）表面至表面的輻射操作設置； 2）多光譜設置； 3）太陽能輻射方位和高度設置。
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I-05雙元機翼的外部流體《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之I不可壓縮流_05雙元機翼的外部流體 涉及主要知識點： 1）STAR CCM+伴隨流體求解器介紹； 2）有關機翼的仿真需要和下節(jié)課“06伴隨流體：機翼形狀優(yōu)化”結合起來學習。
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STAR CCM+求解器的實例教程
STAR CCM+中包括兩種流動求解器：
Segregated Flow Solver（分離求解器）
Coupled Flow Solver（耦合求解器）
關于分離和耦合流動求解器：
一般情況下，分離求解器比耦合求解器消耗的內(nèi)存更少。
在可壓縮流動中，特別是在有激波存在的情況下，耦合求解器能夠得到更穩(wěn)健和更精確的結果。
對高瑞利數(shù)自然對流，耦合求解器穩(wěn)定性要比分離求解器更好。
耦合求解器求解給定流動問題所需的迭代次數(shù)與網(wǎng)格尺寸無關，而分離求解器所需的迭代次數(shù)隨著網(wǎng)格尺寸的增加而增加。
在某些情況下，耦合求解器可以與隱式求解器相結合，以允許較大的CFL數(shù)。這種情況類似于在分離算法中將所有變量的欠松弛因子指定為1。相比之下，分離求解器需要對速度和壓力以及可壓縮流中的能量進行顯著的欠松弛。
1 分離流動求解器
分離流求解器以順序方式求解質量守恒方程和動量守恒方程。對求解變量U、V、W、P依次迭代求解非線性控制方程。分離求解器采用壓力-速度耦合算法，通過求解場修正方程來滿足速度壓力的質量守恒約束。由連續(xù)性方程和動量方程構造壓力校正方程，通過對壓力進行校正，求出滿足連續(xù)性方程的速度場。這種方法也稱為預測-校正方法。壓力作為一個變量由壓力校正方程得到。
展開 伴隨方法是預測多變量設計參數(shù)和物理輸入對某些工程目標物理量影響的一種有效手段。即它提供了設計量對目標量的敏感性分析。
適用伴隨方法的情形舉例:
1）管道的形狀(設計量)對壓降(目標量)有什么影響?
2）入口條件(設計量)對出口流量均勻性(目標量)有何影響?
3）機翼表面的哪些區(qū)域(設計量)對升力和阻力影響最大(目標量)？
伴隨方法的優(yōu)勢在于，獲取目標敏感性分析的計算成本不會隨著設計變量的增加而增加。這是由于計算成本本質上獨立于設計變量的數(shù)量，對于任意數(shù)量的設計變量，伴隨方法只需要一個流解和一個伴隨解。
對于比較新版的STAR-CD FLUENT CFX等，已經(jīng)可以直接輸出CGNS結果，然后導入LMS Virtual.Lab中進行氣動噪聲計算。但是，對于一些使用老版本流場計算軟件的朋友，比如STAR-CCM+/STAR-CD(V4.XX版本)，以及FLUENT 6.3等，只能輸出CCM結果或者ASD結果，這時就需要用LMS提供的一個小程序，將這個轉化為CGNS。在此，提供相應的小程序以及教程。（注：里面的PDF為STAR-CCM+/STAR-CD的CCM結果轉化為CGNS結果的步驟，對于FLUENT，只要輸出了ASD結果，后面步驟差不多）最后，再提一句，即使新版的STAR-CD或者FLUENT，也可以輸出CCM結果或者ASD結果后，再由此軟件轉化為CGNS文件。希望此貼對大家有一定幫助！
STAR-CD輸出CGNS格式.pdf
asd2cgns.rar
ccmtocgns.rar
展開 書接上回，本文主要演示利用STAR-CCM+的伴隨求解功能對雙元機翼模型進行形狀優(yōu)化。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
設置網(wǎng)格變形邊界條件
STAR-CCM+有網(wǎng)格變形功能，還記得上一節(jié)我們創(chuàng)建了一個成本函數(shù)“下壓力”嗎？有了它，我們就可以根據(jù)網(wǎng)格敏感性自動優(yōu)化機翼幾何形狀了。
在進行網(wǎng)格變形前，需要先設置網(wǎng)格變形的邊界條件：
右擊
Regions >
Fluid Domain >
Boundaries >
Far Field節(jié)點，然后選擇
Split by Angle；
在彈出的
Split Boundaries by Angle對話框中保持默認設置，點擊
OK；
選擇
Regions >
Fluid Domain >
Boundaries >
Wing Lower Element >
Physics Conditions >
Morpher Specification節(jié)點，設置
Specification為
Floating，同時確保其他邊界為固定邊界。
展開 靈活性強：在STAR-CCM+等仿真軟件中，F(xiàn)W-H模型可以與多種流體動力學模型（如URANS、LES等）相結合，以適用于不同流動特性的氣動噪聲問題。</p><p><strong>3.應用步驟</strong></p><p class="ql-align-justify"> 在STAR-CCM+仿真軟件中，使用FW-H模型進行氣動噪聲仿真的主要步驟包括：</p><p>1）生成時間精確的流動解：首先，需要求解流體動力學方程以獲取流場中的壓力、速度和密度等變量的時間精確解。這些解是后續(xù)計算聲壓信號的基礎。</p><p>2）指定聲源表面：在流場中選擇合適的表面作為聲源表面，這些表面上的流動變量將用于計算聲壓信號。</p><p>3）計算聲壓信號：利用FW-H方程和收集到的聲源數(shù)據(jù)，計算指定接收器位置處的聲壓信號。</p><p><strong>4.結果分析</strong></p><p class="ql-align-justify"> 圖是風機噪聲仿真計算的聲壓波動，對接收器接收的壓力波動進行傅里葉變換，可以得到聲壓與頻率的關系。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/lR4GOtoy9vIe2Bd4SLFajiaIJfbC2ufTmPFbYxeQp1wicE5paxibAh3WCMD3RX1ccJxgzVvLS8FVFBsEiantC7NWfQ/640?
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<p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/lR4GOtoy9vIe2Bd4SLFajiaIJfbC2ufTm1icypElyDtrA0EIN710scEPNIia91FuEKcFgL159hmcm7NowByiaMWEIQ/640?wx_fmt=png&from=appmsg" width="718
工作中常用Starccm進行CFD計算，為了計算不同飛行器不同迎角側滑角的氣動力參數(shù)，編寫了本計算程序，適用于超算平臺和各計算工作站。
雖然寫了9.9元，但是也是本人寫了一早上的苦勞。
1 數(shù)值模擬方法
本文采用RANS方法和STAR-CCM+平臺求解器開展基于體積力法的導管螺旋槳水動力性能研究。
01數(shù)值模擬方法
采用 RANS 方法和 STAR-CCM+平臺求解器開展基于體積力法的導管螺旋槳水動力性能研究。
星-CCM+
Alan Mueller 在介紹 CD-adapco 的 STAR-CCM+ 求解器時首先指出，網(wǎng)格質量始于 CAD 幾何質量，并表現(xiàn)為低質量的表面網(wǎng)格或真實形狀的不準確表示。這與 Dannenhoffer 的網(wǎng)格有效性想法相呼應。
1、問題描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+中對具有排氣邊界的歐拉多相湍流進行建模。它模擬了一個簡單曝氣池，空氣通過池底部的兩個氣體噴射器進入池內(nèi)，然后通過頂部的表面脫離。在此模擬中使用的幾何如下所示：
2、STAR-CCM+設置
（1）本案例流體是層流。在此模擬中，主要現(xiàn)象是離散空氣歐拉相與流體歐拉相的相互作用。本案例物理連續(xù)體的設置如下：
（2）創(chuàng)建相并選擇相模型
STAR CCM+中包括兩種流動求解器：
Segregated Flow Solver（分離求解器）
Coupled Flow Solver（耦合求解器）
關于分離和耦合流動求解器：
一般情況下，分離求解器比耦合求解器消耗的內(nèi)存更少。
書接上回，本文主要演示利用STAR-CCM+的伴隨求解功能對雙元機翼模型進行形狀優(yōu)化。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
設置網(wǎng)格變形邊界條件
其他諸如 Fluent、 Star CCM+等通用CFD求解器，也能較好的提供葉輪機械氣動仿真解決方案，相比具有具有專用模塊的CFX和 NUMECA,通用CFD求解器在葉輪機械仿真前處理、求解和后處理過程中，效率較為低下，精度和準確度相對低一些，計算開銷較大。這里需要大家腦補一下周期性計算、B2B拓撲調整、子午展開等概念。
伴隨方法是預測多變量設計參數(shù)和物理輸入對某些工程目標物理量影響的一種有效手段。即它提供了設計量對目標量的敏感性分析。
適用伴隨方法的情形舉例:
1）管道的形狀(設計量)對壓降(目標量)有什么影響?
2）入口條件(設計量)對出口流量均勻性(目標量)有何影響?
3）機翼表面的哪些區(qū)域(設計量)對升力和阻力影響最大(目標量)？
伴隨方法的優(yōu)勢在于，獲取目標敏感性分析的計算成本不會隨著設計變量的增加而增加
