STAR-CCM+耦合的案例
STAR-CCM+流固模態-雙向流固耦合案例
基于文件的耦合是通過存儲在計算機磁盤中的文件在程序間進行交換，能夠實現單向和雙向耦合。比如在STAR-CCM+內計算得到流場及溫度場，以第三方格式導出到結構模型，通過第三方工具內執行應力計算。此種方式支持Nastran、Abaqus、Ansys等。
協同仿真需要與其他結構軟件聯合求解，需要分別設置固體域模型和流體域模型，雖然也用到第三方軟件求解，但協同仿真使用協同仿真引擎來執行耦合，涉及兩個代碼之間的強耦合，仿真過程中兩個模型間自動交換數據，這種方式優于基于文件的耦合。STAR-CCM+支持與Nastran和Abaqus進行聯合仿真。
STAR-CCM+單個軟件內的耦合，STAR-CCM+能夠進行流體控制方程和結構控制方程的求解，可以使用有限體積的流動和有限元的結構來實現流固耦合仿真。
2、STAR-CCM+軟件內流固耦合技術優勢
1）成熟的離散化方法
STAR-CCM+采用了最成熟的求解方式，在單一環境中有限體積和有限元求解器實現緊密的求解耦合，有限體積（歐拉坐標系）是計算流體動力學中最成功、最通用、最成熟的離散化方法，有限元（拉格朗日坐標系）同樣是結構力學中非常成功、通用、成熟的方法。
2）消除軟件級數據交互
結構求解器和流體求解器處于同一環境內，無需額外的數據傳輸，實現求解的緊密耦合。而前面介紹的兩種耦合方法，基于文件的耦合和協同仿真都要與其他軟件通信，進行大量軟件級的數據交互。
3）映射接觸交界面
流固耦合交界面的處理是流固耦合計算中的關鍵技術。
展開 基于Star CCM+的流固耦合分析實例
1 多物理場耦合分析的分類
不同數據間的插值法：這是目前較為常見的方法，固體計算多采用有限元，流體多采用有限體積法。在不同的軟件和不同的方法之間通過網格數據的插值實現壓力、溫度、位移等場變量的交換，據說ANSYS和CFX之間可實現這一功能。比較強大的還是MpCCI，可以建立大多數固體軟件和流體軟件之間的借口，不僅能實現一般流固耦合問題的數據交換，在航空航天領域的氣動彈性方面也很強大，不過目前完全數值計算的方法在氣彈問題應用中并不十分廣泛，但MpCCI好像很難搞到盜版的，讓很多人很受傷。
統一求解的耦合法：該耦合法是指在同一計算環境下實現多物理場下多個變量的同時計算。當然耦合也有順序耦合與完全耦合之分。要實現這一耦合就目前來說必須要保證算法的統一。ADINA號稱專為多物理場耦合而生，它采用完全的有限元法來處理所有問題。用有限元法來處理流體計算顯然效率低下，且是其戰績并不輝煌，據說在氣彈和熱氣彈領域還沒有成功的案例，在一般的耦合計算領域不是很清楚，不敢妄加定論！
2．Star CCM+的耦合能力
CCM+的耦合功能主要可分為兩類：
第一即是通過數值的交換與其它軟件建立聯系，實現多物理場的耦合，包括應力分析、熱應力分析、以及噪聲分析等的耦合。因為其自帶的接口很容易實現不同軟件之間數據的傳遞與插值，因此省去了類似MpCCI這樣的中間接口。個人用過Star CCM+與Abaqus之間的數據傳遞，當用Star CCM+計算的結果如表面壓力場或溫度場之類的數據傳送給Abaqus時較為便利，只需要輸出一個載荷文件，然后在Abaqus中的inp文件中添加載荷的語句就可以方便的使用；但是當使用Abaqus生成的數據ODB文件傳向CCM+時卻從未成功，據說這是因為使用的Abaqus軟件是盜版的。
展開 雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
因此，以平頭圓柱體為例，本案例運用STAR-CCM+&abaqus對圓柱體入水100m/s過程進行模擬，得到了結構入水過程中周圍流場和自身響應變化。
適用領域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結構物漂浮等領域。ST
STAR-CCM+流固交界面處理教程：管道大變形過程的流固耦合分析
文章來源：STAR CCM online
旋轉機械：利用STAR CCM+進行渦輪冷卻葉片氣熱耦合計算
本文將演示利用中文版STAR CCM+軟件進行渦輪冷卻葉片氣熱耦合計算的工作過程，計算模型源自STAR CCM Online公眾號的文章：渦輪葉片冷卻。葉片為靜止導葉，內部帶有兩彎三通道的冷卻冷卻結構，前緣通道布置了擾流肋，尾緣通道有圓形的擾流柱，冷氣僅從上緣板的排出，冷氣與燃氣不摻混。計算模型為分為三個域，分別是燃氣、冷氣和固體葉片。葉片和燃氣域兩側均為旋轉周期面。
1.模型導入
新建模擬—選擇并行—邏輯處理器數量（16核）—文件—導入—導入面網格文件“blade.dbs/coolflow.dbs /hotflow.dbs”
2.幾何處理
壓印
為創建交界面共節點網格，必須對不同實體進行壓印操作。操作過程：幾何—操作—新建—布爾運算—壓印—分別壓印“blade/coolflow”和“blade/hot.flow”。
創建周期
計算模型為單個葉片，兩側為周期性邊界，需在幾何操作中創建周期，以便形成共節點網格（與壓印類似）。操作過程：按Ctrl多選blade表面中的Per1/Per2，右鍵創建周期。在接觸—周期轉換中設定成旋轉，燃氣周期域設置方法相同。
3.區域及邊界條件
將幾何中的零部件分配給區域，并自動創建接觸模式界面。
燃氣域
a. 流體入口速度邊界[350, 0, -99]m/s
b. 流體入口溫度邊界：使用表（r）導入溫度場。（首先在工具—表中，將csv文件導入）
c. 流體壓力出口：0 Pa
冷氣域
a. 冷卻空氣入口：速度10.5m/s,溫度354K
b.
展開 STAR CCM+和abaqus耦合設置采用starccm+_leads還是abaqus_leads
一、總的來說，機械耦合用abaqus leads，熱耦合用star ccm+ leads：
二、對于隱式耦合求解器：
對于同一模型，兩種方法的計算時長基本一樣，選用哪種方法取決于求解的物理模型。在機械耦合中，最好采用abaqus leads，該法將采用流體的初始狀態計算；在熱耦合中，最好采用starccm+_leads，該法將采用固體的初始狀態計算，避免了用未收斂準確的流體熱傳遞和環境作為初始狀態。
STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合 ￥700
【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關領域】：船舶與海洋工程、兵器科學、航空航天等跨域問題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向為海洋航行器跨域多物理場耦合，指導過多位相關專業碩士博士研究生，科研項目經驗豐富。
1. 算例簡介
本資源針對高速入水沖擊這一強非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復現了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結構體的動態應變響應，解決了FSI計算中常見的“網格負體積”與“耦合面數據傳遞發散”問題。
2. 核心技術亮點
? 雙向耦合機制 (2-Way FSI)：實現流體壓力場與固體位移場的實時雙向數據交換，非單向弱耦合。
? 動態網格技術：采用 重疊網格技術處理圓柱體的高速大位移運動，有效避免動網格重構導致的質量下降。
? 精準空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴張及表面閉合現象。
? 收斂性優化：針對高速沖擊工況，優化了耦合時間步與內迭代策略，確保計算穩定。
3. 資源包清單（所見即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網格劃分、VOF設置、重疊網格及協同仿真接口設置。
FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網格、分析步及 Co-simulation定義。
技術說明文檔 (PDF) 。
4. 適合人群
正在被流固耦合“負體積報錯、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結構響應的研究人員。
附注： 本算例模型已調通。
展開 ABAQUS與STAR-CCM+雙向流固耦合流程（圓柱體入水為例） ￥200
圓柱體耦合教程word版本，購買算例文件包含全部內容。
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 CAESES 汽車進氣道設計
入口直線段長度變化
STAR CCM+自動化
可通過軟件連接器將STAR CCM+耦合到CAESES中。在模型的入口前端補充一個半球形曲面設為氣流入口邊界，不同的邊界類型通過不同顏色進行劃分，如此可在輸出格式中按照顏色進行定義區分。模擬條件為穩態，介質為冷流空氣，與實際的空氣流動試驗一致。
為自動導出STL格式對模型進行顏色區分
優化過程及結果
進氣道優化可分為三個步驟。首先，使用Sobol算法以隨機列表的形式初步評估趨勢和參數相關性。然后使用代理模型或者遺傳算法進行初步優化，以獲取Pareto解集。這些優化算法目前都已集成在CAESES當中。
最后，采用之前相同的方法進行第二輪優化，以便進一步填充和細化先前確定的Pareto邊界。本算例采用了兩個性能參數作為優化目標：流量系數和滾流比。此外，對火花塞區域的湍流動能和渦流比也進行監測。整個優化過程包含了150個方案及其相應的CFD仿真結果。
不同方案的速度矢量圖—包含極端方案
兩個優化目標是反相關的，而不同的設計變量對于兩個目標的作用也有所不同。比如上游位置的橫截面偏心參數幾乎沒有影響，而下游位置的橫截面偏心參數則起到明顯但反作用的影響。其他設計變量則只與其中一個優化目標有相關性。例如，入口角與滾流比呈正相關，下游位置的橢圓系數則是流量系數呈負相關。
展開 西門子工業軟件培訓日程安排（2020.2.13-2020.3.6）
RGID=r9563285f3462f488b9c10ab3bad8b9ba
課程8
Amesim/STAR-CCM+耦合仿真在新能源汽車熱管理的應用
課程序號
SC202008
培訓日期
2020-02-24（星期一）
培訓時間
14:00-15:30
課程簡介
本課程與你分享西門子Simcenter Amesim與STAR-CCM耦合仿真在新能源汽車的應用方法及流程，以及該耦合方案的特點優勢及成功案例
講師
聶利衛
會議注冊鏈接
https://scs.webex.com/scs-sc/j.php?RGID=r5f4fdbd1251e38297518ff2bae19a11a
課程9
CFD仿真助力新能源電池的研發
課程序號
SC202009
培訓日期
2020-02-25（星期二）
培訓時間
14:00-15:30
課程簡介
基于BDS-BSM/CCM+的硬殼卷芯電池建模方法及電化學-熱耦合分析介紹；基于CCM+的軟包電池熱擴散分析案例介紹。
展開 
用STAR-CCM 進行結構應力計算新技術
star ccm 流固耦合的例子
14.用STAR-CCM 進行結構應力計算新技術.part4.rar
14.用STAR-CCM 進行結構應力計算新技術.part1.rar
14.用STAR-CCM 進行結構應力計算新技術.part2.rar
14.用STAR-CCM 進行結構應力計算新技術.part3.rar
航空發動機整機流固熱耦合仿真
KJ66航空發動機幾何模型如圖，對航空發動機氣熱彈耦合仿真，計算采用穩態，氣動的計算采用求解粘性N-S方程的方法，燃油的噴射計算采用拉格朗日多相流，燃燒的計算采用有限速率的渦耗散模型，流體與結構的相互作用(FSI)采用雙向耦合的方式。
流體結構相互作用 (FSI)是指一種耦合的表面問題，其中流體模型的狀態取決于結構模型的狀態，反之亦然。這種相互關系可以是對稱或非對稱的。非對稱問題通常指單向耦合問題，表示其中一個模型是獨立的，另一個模型則具有關聯性。
流體結構相互作用(FSI)耦合交界面處的對應流體和固體移動時運動學特性（位置、速度和加速度）相同，受到的力也相同。
從流體傳遞到固體的信息是流體拉力，它由流體壓力和壁面剪切應力組成的。此傳遞發生在耦合壁面邊界流體-結構交界面）上。
從固體傳遞到流體的信息是固體的變形，尤其是流體-結構交界面的變形。
一般情況下，FSI模擬在運動學和力方面保持一致，稱為雙向耦合，在STAR-CCM+中，雙向耦合FSI問題是指從流體到固體和從固體到流體的交換的綜合采用并行求解方法。
進行航空發動機整機氣熱彈耦合仿真的STAR-CCM+版本為STAR-CCM+ 2206.
將航空發動機整機從冷態模型計算至熱態模型后發動機伸長約1mm。
詳細計算結果如下：
速度
溫度
溫度
位移
固體應力
文章來源：STAR CCM仿真學堂
展開 STAR-CCM+在汽車行業中的應用
參考案例-熱傳遞和輻射-基于部件的殼體：排氣管
參考案例-固體應力-共軛傳熱和熱應力：排氣岐管
參考案例-固體應力-流體結構相互作用：振動管
參考案例-固體應力-來自映射溫度數據的熱應力：排氣岐管
參考案例-與 CAE 程序耦合-Simcenter STAR-CCM+ 至 Simcenter STAR-CCM+ 耦合：煙囪中的熱傳遞
參考案例-與 CAE 程序耦合-Abaqus 基于文件耦合：排氣岐管
參考案例-與 CAE 程序耦合-Abaqus 協同仿真：熱耦合
參考案例-與 CAE 程序耦合-Abaqus 協同仿真：機械耦合
參考案例-設計探索-替代模型：工業排氣系統的可靠性
參考案例-設計探索-伴隨形狀優化：S-彎曲的表面靈敏度
參考案例-設計探索-伴隨形狀優化：Y 接點流形的表面網格變形
2. 熱管理 (Thermal Management)
這是汽車研發中極其關鍵的一環，STAR-CCM+在此領域功能非常強大。
· 發動機艙冷卻 (Underhood Cooling)：模擬散熱器、中冷器、風扇、導風罩等組成的復雜系統內的流動與傳熱，確保發動機、渦輪增壓器、變速箱等關鍵部件在極端工況下不會過熱。
參考案例-熱傳遞和輻射-共軛熱傳遞：加熱翼片導入
參考案例-熱傳遞和輻射-雙流體熱交換器：汽車散熱器
參考案例-熱傳遞和輻射-多零部件固體：顯卡冷卻
參考案例-熱傳遞和輻射-Photon Monte Carlo 輻射：前照燈
· 乘員艙舒適性 (Passenger Cabin Comfort)：模擬空調系統（HVAC）的出風、氣流組織、溫度分布，避免直吹乘客產生不適，并快速實現艙內均勻的溫度調節。這就是常說的“駕艙舒適性分析”。
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格生成軟件的網格（Hexa、Tetra等），也可以解算多面體網格（Poly）。多面體網格和相同數量的四面體網格（Tetra）相比，不但計算結果更精確，而且解算速度快3～5倍。
STAR-CCM＋具有功能強大的網格生成器，可自動劃分多面體網格、四面體網格、Trimmed網格。
多面體只需四面體網格數的1/5，但計算精度相當。同時收斂速度、趨勢更好于四面體網格。
STAR-CCM+的求解器算法
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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、溫度強耦合的工程問題更精確。
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