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圖8 平行坐標圖5、小結以上我們簡單描述了Simcenter STAR-CCM+在壓力容器仿真方面的應用。事實上，Simcenter STAR-CCM+在核電領域的應用遠不止此。憑借其強大的網格劃分能力、一體化的多物理場、高效的并行求解、設計空間探索等多功能，Simcenter STAR-CCM+在核反應堆的設計中發揮了越來越大的作用。

STAR-CCM+內置的拓撲優化相關模型 拓撲優化只需一個伴隨成本函數（如壓降）來表示目標。除了此目標之外，還可以將更多成本函數定義為用戶自定義優化約束。例如，可以將出口速度均勻性、液動力、流量等指定為約束，約束數量不受限制。拓撲優化求解器還具有內置約束：“體積比約束”，用于指定固相的體積比約束。對于多目標優化，應將優先級最高的目標視為拓撲優化中的目標。

圖1：水泵的流道結構（左）以及 STAR-CCM+ 沿中心平面的計算網格（右） STAR-CCM+ 采用分離流求解器，同時結合二階對流差分格式以及 SST K-ω 湍流模型。啟用多相流（VOF）模型捕捉水和水汽之間的交界面，選擇Rayleigh-Plesset 空化模型進行空化模擬。基于參考點給定進口總壓力條件并指定進口和出口的質量流量。

其中旋轉參數在工具-參考坐標系-屬性中進行設置，軸方向即旋轉軸方向，軸原點取軸線上的任意點，旋轉速率指定定值，也可以利用場函數的功能指定為變旋轉速率。圖7旋轉參考系指定5.邊界條件設置 旋轉機械中將入口設置為速度入口，將出口設置為壓力出口，其它均為壁面，其中通過速度入口指定入口流速，設定流入液體流量，通過壓力出口流出液體，一般壓力設定為環境壓力。

； ? 如果出口靜壓等于一個大氣壓(絕對值)，并且靜態溫度為300K，則入口總壓力為164904Pa(絕對值)，入口總溫度為344.8K； ? 邊界值指定為表壓，使用默認參考壓力101325Pa(一個大氣壓)，因此將入口總壓力設置為63579Pa(表壓); ? 出口靜壓為0Pa(表壓)，即默認值，不需要額外設置

文章來源STAR-CCM-Online

利用此功能對進出口流體域進行拉伸，進出口拉伸距離分別為1m和3m。最終體網格如下圖：（5）在新創建區域的邊界上對入口、出口、壁面和對稱邊界條件進行定義。入口為速度進口，出口為壓力出口，拉伸的遠場壁面設置為對稱平面邊界條件。進口流體速度 VA作為流體域中的一個初始條件。在此穩態模擬中，使用兩個場函數J 和 i 來指定J 值的范圍。場函數 i 指定J 值變化的迭代。

再將面網格導入STAR-CCM+中，檢查是否封閉，按照尺寸設置生成體網格，并設置邊界條件，進行空調系統除霜性能分析計算，如圖3所示。圖3 空調及除霜風道模型 計算邊界條件如表1所示。表1 蒸發器與暖風芯體邊界除霜模式下，HVAC入口流量采用最大吹風量，葉輪轉速為4 908 rmp,出口壓力為1個標準大氣壓，環境溫度采用-18℃。

下游面上的壓力出口4. 其余所有邊界上的速度入口在最初的網格導入過程中已正確設置邊界類型，因此只需設置與各類型相對應的條件。默認條件適合對稱平面和船體上的非滑移壁面邊界。將波條件應用于壓力出口和速度入口。入口邊界頂頭波通過入口邊界進入模擬。使用場函數來定義此迎頭波。要設置入口邊界：1.

STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。

本文以一根細管在脈沖荷載下的變形過程為例，說明用Simcenter STAR-CCM+分析FSI的詳細步驟，并給出分析結果和實驗結果的對比。幾何和網格本例所用的幾何結構是一個簡單的半管模型，如圖1所示，直徑0.02 m，長1.20 m，其中流動通過速度入口進入，壓力出口流出。管道的內壁面作為流體流動的固體邊界，但在整體幾何結構的中間部分（中段0.4m的部分）與流體域動態耦合。

壓力速度耦合采用Coupled算法。計算環境為STAR-CCM+ 2022.1.0 R8 Linux 64bit平臺，采用4核2.5GHz處理器計算。五、計算結果 殘差曲線如下圖所示。共迭代1000次，整體殘差水平在1e-08以下。 進口速度分布如下圖所示。 進口和出口處速度的局部放大圖如下圖所示。

利用此功能對進出口流體域進行拉伸，進出口拉伸距離分別為1m和3m。最終體網格如下圖：（5）在新創建區域的邊界上對入口、出口、壁面和對稱邊界條件進行定義。入口為速度進口，出口為壓力出口，拉伸的遠場壁面設置為對稱平面邊界條件。進口流體速度 VA作為流體域中的一個初始條件。在此穩態模擬中，使用兩個場函數J 和 i 來指定J 值的范圍。場函數 i 指定J 值變化的迭代。

本文以一個簡單的案例描述STAR CCM+中Macro的錄制過程。

另外該建模過程也可以在建模工具如SimcenterNX、CATIA、Inventor、ProE中實現，通過建模工具中的STAR-CCM+直接接口，將參數化模型一鍵式導入STAR-CCM+中。

相較于博主之前接觸較多的Fluent，Star CCM+卻有著不一樣的風格。

Star-CCM+在船舶行業的應用 在船舶行業中，Star-CCM+ 是一款被廣泛應用于船舶設計和性能優化的計算流體力學軟件。下面是一些在船舶行業中使用 Star-CCM+ 的應用和案例：1.海水動力學分析Star-CCM+ 可以對船體在不同運行條件下的流場進行模擬和分析，包括速度分布、壓力分布、湍流特性等。

設置邊界條件：設置入口、出口、壁面等條件。對于通氣攪拌，設置氣體入口。</p><p>Fluent中采用Patch指定區域局部物料條件，STAR-CCM+使用場函數位置指定。</p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例-多相流體：VOF：重力驅動流體，歐拉：混合物沉降，歐拉：曝氣池脫氣</strong></p><p>5.

STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。