STAR CCM+求解器的案例
starccm求解器出錯？了解一下STAR CCM+中的分離求解器與耦合求解器
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(guān)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(jié)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(guān)，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(jié)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(jìn)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(zhì)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(zhì)量守恒約束。由連續(xù)性方程和動量方程構(gòu)造壓力校正方程，通過對壓力進(jìn)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(yù)測-校正方法。壓力作為一個變量由壓力校正方程得到。
展開 STAR CCM+伴隨求解器（機(jī)翼等敏感性分析方法）
伴隨方法是預(yù)測多變量設(shè)計參數(shù)和物理輸入對某些工程目標(biāo)物理量影響的一種有效手段。即它提供了設(shè)計量對目標(biāo)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(shè)計量)對壓降(目標(biāo)量)有什么影響?
2）入口條件(設(shè)計量)對出口流量均勻性(目標(biāo)量)有何影響?
3）機(jī)翼表面的哪些區(qū)域(設(shè)計量)對升力和阻力影響最大(目標(biāo)量)？
伴隨方法的優(yōu)勢在于，獲取目標(biāo)敏感性分析的計算成本不會隨著設(shè)計變量的增加而增加。這是由于計算成本本質(zhì)上獨立于設(shè)計變量的數(shù)量，對于任意數(shù)量的設(shè)計變量，伴隨方法只需要一個流解和一個伴隨解。
STAR-CCM+/STAR-CD FLUENT 輸出CGNS文件求解氣動噪聲問題
對于比較新版的STAR-CD FLUENT CFX等，已經(jīng)可以直接輸出CGNS結(jié)果，然后導(dǎo)入LMS Virtual.Lab中進(jìn)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(jié)果或者ASD結(jié)果，這時就需要用LMS提供的一個小程序，將這個轉(zhuǎn)化為CGNS。在此，提供相應(yīng)的小程序以及教程。（注：里面的PDF為STAR-CCM+/STAR-CD的CCM結(jié)果轉(zhuǎn)化為CGNS結(jié)果的步驟，對于FLUENT，只要輸出了ASD結(jié)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(jié)果或者ASD結(jié)果后，再由此軟件轉(zhuǎn)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 STAR-CCM+變形功能 | 伴隨求解優(yōu)化雙元機(jī)翼外形
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(jī)翼模型進(jìn)行形狀優(yōu)化。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
設(shè)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(jī)翼幾何形狀了。
在進(jìn)行網(wǎng)格變形前，需要先設(shè)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(rèn)設(shè)置，點擊
OK；
選擇
Regions >
Fluid Domain >
Boundaries >
Wing Lower Element >
Physics Conditions >
Morpher Specification節(jié)點，設(shè)置
Specification為
Floating，同時確保其他邊界為固定邊界。
展開 
風(fēng)機(jī)氣動噪聲求解全流程講解，一文get基于STAR-CCM+的風(fēng)機(jī)仿真全部知識點
靈活性強(qiáng)：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(xué)模型（如URANS、LES等）相結(jié)合，以適用于不同流動特性的氣動噪聲問題。</p><p><strong>3.應(yīng)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(jìn)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(xué)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(chǔ)。</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(jié)果分析</strong></p><p class="ql-align-justify"> 圖是風(fēng)機(jī)噪聲仿真計算的聲壓波動，對接收器接收的壓力波動進(jìn)行傅里葉變換，可以得到聲壓與頻率的關(guān)系。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/lR4GOtoy9vIe2Bd4SLFajiaIJfbC2ufTmPFbYxeQp1wicE5paxibAh3WCMD3RX1ccJxgzVvLS8FVFBsEiantC7NWfQ/640?
展開 STAR-CCM+噴射器案例：氣體從水中穿過
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(jìn)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(jìn)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(shè)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(shè)置如下：
（2）創(chuàng)建相并選擇相模型；在此案例中使用的兩相為空氣和水。將氣泡噴射到流動的水流中。通過在歐拉多相流模型下創(chuàng)建新相來定義這兩相。在物理連續(xù)體的歐拉多相節(jié)點為多相流創(chuàng)建空氣和水兩相。設(shè)置完成后，為每相設(shè)置材料特性。
（3）定義相間相互作用。選擇與每相關(guān)聯(lián)的模型。定義空氣和水之間的相互作用。水相指定為連續(xù)相，而空氣相指定為離散相。右鍵點擊Models >Multiphase Interaction > Phase Interactions，新建一個相間相互作用，并選擇相應(yīng)的物理模型，如下：
（4）設(shè)定初始條件和基準(zhǔn)值：在Physics1 > Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases 節(jié)點，設(shè)置如下：
（5）設(shè)置邊界條件。先設(shè)置相透過 Degassing Outlet 邊界，以便只有氣泡可以隨著它們上升到曝氣池的頂部而脫離。STAR-CCM+ 確保總氣體流入等于總氣體流出，并根據(jù)連續(xù)體計算內(nèi)部氣體體積分?jǐn)?shù)。
展開 適用Star-CCM Java計算飛行器不同迎角側(cè)滑角的批計算程序含數(shù)據(jù)讀寫 ￥9.9
工作中常用Starccm進(jìn)行CFD計算，為了計算不同飛行器不同迎角側(cè)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。
[轉(zhuǎn)]多面體網(wǎng)格的優(yōu)勢
Milovan Peric and Stephen Ferguson, CD-adapco
自從CD-adapco公司引入STAR-CCM求解器和自動多面體網(wǎng)格生成器，用戶經(jīng)常問我們：為什么要采用多面體網(wǎng)格生成器而不用四面體網(wǎng)格生成器呢？本文針對這些問題進(jìn)行了分析。
四面體是最簡單的體積單元，它的每個面都是平面，每個面的位置和四面體的重心很容易定義，四面體網(wǎng)格的自動生成也相對簡單，因此四面體網(wǎng)格通常用于自動網(wǎng)格生成器中，并為主流的CFD軟件所采用。四面體網(wǎng)格的缺點是，它不能過度拉伸，所以在邊界層，長通道或小間隙的地方，要想達(dá)到一定的計算精度，相比于六面體網(wǎng)格，需要生成更多的控制體。采用棱柱形網(wǎng)格層后，這個問題可以稍微緩解一些。
四面體控制體只有四面鄰居，如果采用標(biāo)準(zhǔn)的近似（例如線性分布）方法，在計算控制體中心的梯度時會帶來嚴(yán)重問題。主要表現(xiàn)在兩個方面：1)兩個控制體中心連線可能幾乎位于兩個控制體的界面上，這樣不可能準(zhǔn)確計算垂直界面的梯度;2)在邊界處的控制體，即使只有一個面在邊界上,其它三個鄰居控制體上的分布也可能不合理，更不用說邊部或角部的鄰邊界控制體，它可能只有一個或兩個內(nèi)部的鄰居控制體，這會引起嚴(yán)重的數(shù)值計算問題，更不用談精度了。
為了在四面體網(wǎng)格上得到高精度的計算結(jié)果和好的收斂性能，需要采用特殊的離散技術(shù)和大量的控制體。顯然這些補(bǔ)救措施并不是好方法，一方面這會使代碼的核心部分更復(fù)雜，不易擴(kuò)展和維護(hù)，另一方面帶來了內(nèi)存和計算時間需求增加。多面體網(wǎng)格就是克服了四面體網(wǎng)格的這些缺點，同時保留其自動網(wǎng)格劃分的優(yōu)點應(yīng)運而生的。
多面體網(wǎng)格的最大的優(yōu)點是它有很多鄰居單元（通常為10），所以能更精確地計算控制體的梯度(采用線性分布和利用最近的鄰居單元即可)。
展開 【數(shù)值模擬】基于改進(jìn)體積力法的導(dǎo)管螺旋槳水動力性能
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(dǎo)管螺旋槳水動力性能研究。
（1）控制方程
對于三維定常、不可壓縮的黏性流場，流體滿足連續(xù)性方程和動量守恒方程：
（2）計算模型及網(wǎng)格劃分
選取 Myring 型回轉(zhuǎn)體和荷蘭船模試驗水池著名的 No.19A 導(dǎo)管作為研究對象。Myring型回轉(zhuǎn)體和 No.19A 導(dǎo)管的幾何外形圖如圖 1 所示。
圖1 回轉(zhuǎn)體和導(dǎo)管幾何外形圖
計算域及邊界條件如圖 2 所示。流體計算域為長方體和組合體之間的區(qū)域，長方體的長、寬、高分別為 80b（ b 為回轉(zhuǎn)體平行中體長度 ） ，16b和 16b。圖 3 所示為組合體的網(wǎng)格劃分及加密圖。
展開 『分享』STAR-CD軟件介紹：STAR-CAD Gateway——CAD與CFD接口工具
將STAR-CD/STAR-CCM+內(nèi)嵌于SolidWorks，支持版本SolidWorks 2005, 2006。
STAR-CAD Gateway工作流程
幾何模型創(chuàng)建
用戶可基于自己熟悉的CAD環(huán)境創(chuàng)建幾何模型；
物理模型設(shè)定
可選用STAR-CD/STAR-CCM+的所有模型；
邊界條件設(shè)定
邊界條件直接基于CAD模型面定義；
當(dāng)用戶對CAD模型進(jìn)行修改后，不需重新定義邊界，大大提高效率。
網(wǎng)格劃分
可選用最新的Polyhedra網(wǎng)格；
一鍵完成網(wǎng)格劃分。
求解
可使用Star-CD/STAR-CCM+兩種求解器。
后處理
可基于內(nèi)置的Pro-Vis后處理工具進(jìn)行；
也可在Prostar/ STAR-CCM+中進(jìn)行。
變更幾何模型，進(jìn)行CFD再分析
參數(shù)化幾何模型，可方便進(jìn)行變更；
原有CFD設(shè)置信息保存在幾何模型中，一鍵即可完成CFD再分析。
STAR-CAD Gateway最新版本
STAR-CAD Gateway最新版本為V4.10，發(fā)布于2007年1月。增加了許多新的特征，如模型檢測工具，CFD分析流程式菜單，計算結(jié)果報告，使初級用戶可快速進(jìn)行CFD分析。
展開 『分享』STAR-CD軟件介紹：STAR-CCM+簡介
STAR-CCM+可以接受目前流行網(wǎng)格生成軟件的網(wǎng)格（Hexa、Tetra等），也可以解算多面體網(wǎng)格（Poly）。多面體網(wǎng)格和相同數(shù)量的四面體網(wǎng)格（Tetra）相比，不但計算結(jié)果更精確，而且解算速度快3～5倍。
STAR-CCM＋具有功能強(qiáng)大的網(wǎng)格生成器，可自動劃分多面體網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格、Trimmed網(wǎng)格。
多面體只需四面體網(wǎng)格數(shù)的1/5，但計算精度相當(dāng)。同時收斂速度、趨勢更好于四面體網(wǎng)格。
STAR-CCM+的求解器算法
l
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(qiáng)耦合的工程問題更精確。
展開 
葉輪機(jī)械設(shè)計仿真優(yōu)化
其他諸如 Fluent、 Star CCM+等通用CFD求解器，也能較好的提供葉輪機(jī)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(jī)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(zhǔn)確度相對低一些，計算開銷較大。這里需要大家腦補(bǔ)一下周期性計算、B2B拓?fù)湔{(diào)整、子午展開等概念。
葉輪機(jī)械設(shè)計仿真優(yōu)化從業(yè)者要想在該領(lǐng)域內(nèi)閑庭信步，并顯得毫不費力，需要深厚的理論知識、豐富的工程經(jīng)驗和設(shè)計仿真軟件使用精通三個維度的加持。
工欲善其事，必先利其器，選擇幾本理論書籍、積累工程經(jīng)驗、選擇一款優(yōu)秀的設(shè)計仿真軟件，是我們通往葉輪機(jī)械設(shè)計仿真優(yōu)化成功的必經(jīng)之路。
另外，大型葉輪機(jī)械CFD微信群已建立，已有320多人參加，高效研究所企業(yè)仿真機(jī)構(gòu)各路大神等你來哦，微信號見評論。
展開 準(zhǔn)確性、收斂性和網(wǎng)格質(zhì)量
紅隼
來自 CREATE-AV 程序的 CFD 求解器 Kestrel 由阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的 David McDaniel 代表。首先，他發(fā)表了兩個重要聲明。首先，他們的目標(biāo)是“用好提供給我們的網(wǎng)格”。（這類似于 Pointwise 處理 CAD 幾何體的方法——對提供的幾何體做到最好。）其次，他指出，根據(jù)傳統(tǒng)的網(wǎng)格指標(biāo)，混合元素非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（它們的主要類型）是糟糕的，盡管眾所周知產(chǎn)生準(zhǔn)確的結(jié)果。對于自適應(yīng)網(wǎng)格和因網(wǎng)格內(nèi)主體的相對運動而扭曲的網(wǎng)格（例如，襟翼偏轉(zhuǎn)、存儲掉落），同樣的觀察結(jié)果也是如此。
更重要的是，McDaniel 通過回顧 Mavriplis 關(guān)于阻力預(yù)測研討會的論文（參考文獻(xiàn) 4）指出求解器離散化和網(wǎng)格幾何之間的“可怕”相互依賴性，其中兩個極其相似的網(wǎng)格使用多個求解器產(chǎn)生截然不同的結(jié)果。
為了解決網(wǎng)格質(zhì)量問題，Kestrel 的開發(fā)人員實施了局部和全局的無量綱質(zhì)量指標(biāo)，并且在 0 始終表示差和 1 始終表示良好的意義上保持一致。對 Kestrel 重要的指標(biāo)是四邊形面平面度的面積加權(quán)度量、與最近的實體邊界對齊的有趣度量、考慮相鄰單元質(zhì)心的方向和接近度的最小二乘梯度、平滑度、間距和各向同性.
圖 2：使用 Kestrel 可以顯示網(wǎng)格和解決方案質(zhì)量之間的相關(guān)性。來自參考文獻(xiàn) 1f。
與 Dannenhoffer 的結(jié)果不同，McDaniel 展示了網(wǎng)格質(zhì)量與求解精度的相關(guān)性，但需要注意的是，解析良好的網(wǎng)格可能質(zhì)量較差，但仍能產(chǎn)生良好的答案。（換句話說，點數(shù)越多越好。）
星-CCM+
Alan Mueller 在介紹 CD-adapco 的 STAR-CCM+ 求解器時首先指出，網(wǎng)格質(zhì)量始于 CAD 幾何質(zhì)量，并表現(xiàn)為低質(zhì)量的表面網(wǎng)格或真實形狀的不準(zhǔn)確表示。這與 Dannenhoffer 的網(wǎng)格有效性想法相呼應(yīng)。
展開 基于改進(jìn)體積力法的導(dǎo)管螺旋槳水動力性能數(shù)值研究
該最佳環(huán)量分布始于Goldstein[7]因成功、精確地求解Betz基于勢流升力線理論而提出的最佳環(huán)量分布條件問題。螺旋槳的性能與徑向環(huán)量分布有關(guān)，吳家鳴等[8]的研究表明，Goldstein最佳環(huán)量分布不適用于導(dǎo)管螺旋槳。導(dǎo)管螺旋槳的水動力性模擬精度較普通螺旋槳低。Feng等[9]基于葉素理論，將采用CFD計算得到的槳盤面處當(dāng)?shù)厮俣葓鲋苯佑糜谟嬎愀靼霃教幦~片的推力和扭矩，獲得了與實體離散槳模型幾乎相同的流場分布情形。郁程等[10]針對側(cè)推器這種內(nèi)部流動情形開展改進(jìn)體積力法研究，提出了考慮轉(zhuǎn)子阻塞影響的流量修正方法。Eslamdoost等[11]研究了3種體積力模型在軸流泵中的適用性，其中考慮了導(dǎo)葉、軸向均布體積力和周向體積力的體積力模型與多重參考系法（MRF）相比所得揚程的精度相當(dāng)，噴口處的局部流場較MRF精度更高。Knight等[12]訓(xùn)練了一種半經(jīng)驗算法用于確定非定常螺旋槳體積力。宋長江等[13]采用葉素理論，對類似于水下導(dǎo)管螺旋槳的空氣涵道尾槳開展了動量源法CFD分析，結(jié)果顯示槳的推力值與試驗值基本吻合。
當(dāng)前，有關(guān)體積力法的改進(jìn)研究層出，但聚焦于水下導(dǎo)管螺旋槳體積力法適用性及改進(jìn)方法的研究較少。探究適用于導(dǎo)管螺旋槳的體積力法有利于在保證宏觀運動精度的前提下提高水下航行器操縱運動模擬的效率。為解決傳統(tǒng)體積力法在導(dǎo)管螺旋槳中的適用局限性問題，將首先基于機(jī)翼理論分析導(dǎo)管螺旋槳水動力模擬失真的原因，然后提出質(zhì)量流量修正和分布修正這2種修正方法，最后在敞水和艇后這2種工況下探究2種體積力分布形式的模擬精度，并對改進(jìn)的螺旋槳體積力模型進(jìn)行數(shù)值驗證，用以為搭配導(dǎo)管螺旋槳的水下航行器高效、準(zhǔn)確的動態(tài)操縱性仿真奠定基礎(chǔ)。
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(dǎo)管螺旋槳水動力性能研究。
展開 