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【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.

強大的網格技術：STAR-CCM+的基于Parts幾何零部件體的自動網格劃分功能非常出色，可以輕松處理攪拌設備中復雜的幾何形狀（如葉輪、擋板、蛇管等），生成高質量的多面體網格、切割體網格或四面體網格，在保證精度的同時減少細胞數量。

1 問題描述 本案例演示如何使用具有自由表面流體的重疊網格功能和DFBI 對落入水中的救生艇的運動構建模型。STAR-CCM+ 自動進行方格重疊過程。在救生艇落水過程中具有三個自由度的運動的模型：豎直平移和水平平移以及俯仰旋轉。

本文利用STAR-CCM+重疊網格功能，模擬羅茨鼓風機的流場。 本文涉及到的案例來自STAR-CCM+官方幫助文檔，僅供學習和研究活動，禁止以商業盈利為目的的活動。

一、基于Star-ccm+的旋轉水輪機數值模擬導讀：STAR-CCM+是一款當前比較流行的計算流體力學軟件，該軟件在旋轉機械領域具有很大的應用場景，本文基于STAR-CCM+軟件中的運動參考系的方法來實現旋轉水輪機的數值模擬，過程涉及變參考系旋轉實現方法，基于VOF方法的水力空化模擬方法以及相關后處理方法等。

Ma 等 [21] 采用時域格林函數方法求解斜浪中單體和多體船的運動響應和波浪載荷，將計算結果與模型試驗結果和 STF 方法進行了比較，并將頻域內線性 2.5D 理論進行擴展，求解了船舶航行于迎浪大幅規則波中時的垂向非線性運動和波浪誘導載荷響應。

參考案例-多相流-拉格朗日：顆粒負載型流體參考案例-運動-軌跡運動：在固定滑軌上對底盤進行浸漆STAR-CCM+ 的核心優勢為何備受汽車行業青睞？1. 一體化多物理場平臺：它不是單一的CFD求解器，而是一個集幾何處理、網格生成、物理模型設置、求解計算、后處理分析于一體的完整環境。用戶無需在不同軟件間切換，大大提高了工作效率。

三.STAR-CCM+中的流固耦合 1、流固耦合實現方式 STAR-CCM+中流固耦合實現方式大概為三種，基于文件的耦合、協同仿真和軟件內的耦合。 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。

本教程演示利用STAR CCM+中的具有自由表面流的重疊網格功能和DFBI模型來模擬救生艇下水時的運動。 1 問題描述 該案例來源于H.J.Morch等人（2008）在論文“Simulation of Lifeboat Launching under Storm Conditions”中描述的實驗。從斜坡上下水的救生艇經過平動和轉動后撞擊水面上。

為了確定水輪機載荷，通過STAR-CCM+ 數值模擬得到本文水輪機側向力（見圖 5）和推力曲線（見圖 6）。根據所得數據將水輪機在相應流速下所得載荷按照定常力和力矩的形式加入數值模型中。

波反射有兩個來源：一是來自邊界的波反射，二是由于突兀的網格過渡造成的波反射，為了避免這些波反射與真正的波場相互作用，從而導致結果無效。STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。

image-20220610232255429 2 STAR CCM+設置 啟動STAR CCM+，新建Simulation 2.1 導入網格 利用菜單 File > Import > Import Volume Mesh 導入計算網格 lobeBlower.ccm

image-202206102322554292 STAR CCM+設置啟動STAR CCM+，新建Simulation2.1 導入網格利用菜單File > Import > Import Volume Mesh導入計算網格幾何模型如下圖所示。注意觀察三個區域的設計。注意在轉子運動過程中，轉子壁面不允許碰觸到背景網格的壁面，也不允許轉子壁面相互碰觸。

生成幾何、劃分網格、計算求解、后處理以及優化都可以高效的在STAR-CCM+ 內完成。STAR-CCM+ 提供的一些功能，如非定常流動求解器、非定常空化模型、旋轉計算域剛體運動(RBM)、復雜幾何結構的自動化非結構網格劃分、并行處理能力等，允許設計者以較經濟的方式對多個水泵設計方案進行比較和研究。

波反射有兩個來源：一是來自邊界的波反射，二是由于突兀的網格過渡造成的波反射，為了避免這些波反射與真正的波場相互作用，從而導致結果無效。STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。