STAR-CCM+求解
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-24
STAR-CCM+求解的視頻教程
基于重疊（嵌套）網格方法的直升機旋翼懸停流場數值仿真（數值仿真結果與試驗結果進行了對比驗證）
5.本課程對Star ccm軟件的求解設置進行了講解，從而幫助初學者了解Star ccm的求解設置過程。 6.本課程對Star ccm軟件的后處理功能進行了講解，可以幫助初學者了解如何獲得衍射零部件、旋翼表面的壓力系數以及動畫生成等后處理功能。
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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課“06伴隨流體：機翼形狀優化”結合起來學習。
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I-06機翼形狀優化《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_06機翼形狀優化 涉及主要知識點： 1）STAR CCM+伴隨流體求解器介紹； 2）具體的機翼優化設置； 3）有關機翼的仿真需要和上節課“06伴隨流體：機翼形狀優化”結合起來學習。
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STAR-CCM+求解的實例教程
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化。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
設置網格變形邊界條件
STAR-CCM+有網格變形功能，還記得上一節我們創建了一個成本函數“下壓力”嗎？有了它，我們就可以根據網格敏感性自動優化機翼幾何形狀了。
在進行網格變形前，需要先設置網格變形的邊界條件：
右擊
Regions >
Fluid Domain >
Boundaries >
Far Field節點，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節點，設置
Specification為
Floating，同時確保其他邊界為固定邊界。
展開 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健和更精確的結果。
對高瑞利數自然對流，耦合求解器穩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與網格尺寸無關，而分離求解器所需的迭代次數隨著網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。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 對于比較新版的STAR-CD FLUENT CFX等，已經可以直接輸出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 伴隨方法是預測多變量設計參數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）機翼表面的哪些區域(設計量)對升力和阻力影響最大(目標量)？
伴隨方法的優勢在于，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量，對于任意數量的設計變量，伴隨方法只需要一個流解和一個伴隨解。
靈活性強：在STAR-CCM+等仿真軟件中，FW-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據，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
1 數值模擬方法
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。
但是我們可以通過采用對稱重復轉換在圖形區域創建模型的鏡像圖像，以達到更完整的視覺顯示效果；
? 在Scalar 1的屬性欄中，將Transform項選擇為Symmetry_plane2 1；
? 可在Color Bar的屬性欄更改顏色帶設置，以達到更好的顯示效果；
▓ 模擬進度監視
? STAR-CCM
利用 STAR-CCM+ 求解環繞葉輪周圍的水流、每個組件在導流罩前后的空化區以及連接進口至出口的通道內的流動情況。
圖8：STAR-CCM+ 得出的水泵結構（左） 和計算網格（右）
圖 9 顯示了水泵在低流量和高流量條件下的水流流線對比。在低流速條件下，渦殼左側呈現出與其右側不同的流動特性，即左側存在非對稱扼流現象。
星-CCM+
Alan Mueller 在介紹 CD-adapco 的 STAR-CCM+ 求解器時首先指出，網格質量始于 CAD 幾何質量，并表現為低質量的表面網格或真實形狀的不準確表示。這與 Dannenhoffer 的網格有效性想法相呼應。
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化。
注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。
本文使用CATIA三維繪圖軟件創建了風扇的模型，用Hyper mesh幾何處理，最后使用STAR CCM+計算軟件求解，介紹了冷卻風扇的氣動性能數值計算方法、求解方法以及模型計算參數的選取.計算并分析了冷卻風扇的靜壓與流量的關系，數值結果與試驗值進行對比，證明了計算模型和計算方法的準確性；同時，對風扇內部壓力場、速度場進行分析，所得結果為進一步研究新能源汽車冷卻風扇提供了一定的理論基礎與參考意義.
本次研究利用高保真的CFD求解器 STAR-CCM + 求解流動的非定常RANS方程 和水聲學的 Ffowcs-William 和 Hawkings (FW-H)方程，開發了一個迭代設計過程，以降低水動力噪聲水平。利用CAESES軟件創建艇體的參數化幾何模型，由此，艇體的變體模型可以在搭建的自動化工作流程中被自動化的創建和利用。
