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【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析【相關(guān)領(lǐng)域】：船舶與海洋工程、兵器科學(xué)、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?yàn)楹Ｑ蠛叫衅骺缬蚨辔锢韴?chǎng)耦合，指導(dǎo)過多位相關(guān)專業(yè)碩士博士研究生，科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。1.

STAR-CCM+單個(gè)軟件內(nèi)的耦合，STAR-CCM+能夠進(jìn)行流體控制方程和結(jié)構(gòu)控制方程的求解，可以使用有限體積的流動(dòng)和有限元的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)流固耦合仿真。

6.考慮多物理場(chǎng)耦合Star-CCM+ 還可以模擬船舶行業(yè)中常見的多物理場(chǎng)問題，如結(jié)構(gòu)與流體耦合、熱傳導(dǎo)與流體耦合、流體與湍流聲耦合等。這有助于更全面地評(píng)估船舶的性能和可靠性，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性。總結(jié)起來，Star-CCM+ 在船舶行業(yè)中的應(yīng)用涵蓋了船體流場(chǎng)分析、性能優(yōu)化、阻力減少、推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化、湍流和渦流分析以及多物理場(chǎng)耦合等方面。

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(yīng)力-共軛傳熱和熱應(yīng)力：排氣岐管參考案例-固體應(yīng)力-流體結(jié)構(gòu)相互作用：振動(dòng)管參考案例-固體應(yīng)力-來自映射溫度數(shù)據(jù)的熱應(yīng)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

Simcenter STAR-CCM+ 不僅僅是 CFD 求解器，可以用于管路的流量、流速、壓力、液動(dòng)力等求解，還是一個(gè)集成式的多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)，用于解決涉及（流體或固體的）流、熱傳遞和應(yīng)力等多學(xué)科耦合問題。

本文將演示利用中文版STAR CCM+軟件進(jìn)行渦輪冷卻葉片氣熱耦合計(jì)算的工作過程，計(jì)算模型源自STAR CCM Online公眾號(hào)的文章：渦輪葉片冷卻。葉片為靜止導(dǎo)葉，內(nèi)部帶有兩彎三通道的冷卻冷卻結(jié)構(gòu)，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?xì)獠粨交臁Ｓ?jì)算模型為分為三個(gè)域，分別是燃?xì)狻⒗錃夂凸腆w葉片。葉片和燃?xì)庥騼蓚?cè)均為旋轉(zhuǎn)周期面。

STAR CCM+中包括兩種流動(dòng)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(dòng)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。

因此，以平頭圓柱體為例，本案例運(yùn)用STAR-CCM+&abaqus對(duì)圓柱體入水100m/s過程進(jìn)行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過程中周圍流場(chǎng)和自身響應(yīng)變化。適用領(lǐng)域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結(jié)構(gòu)物漂浮等領(lǐng)域。ST

文章來源：STAR CCM online

STAR-CCM+使得導(dǎo)入、修復(fù)、定義和網(wǎng)格化CAD部件的過程盡可能輕松。在最基本的情況下，網(wǎng)格化的清理包括將部分水平體和表面與適當(dāng)?shù)奈锢怼Ⅲw網(wǎng)格和邊界條件相關(guān)聯(lián)，這將是數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。許多基于部件的操作是可用的，例如部件轉(zhuǎn)換或布爾操作。選擇是在典型的3D實(shí)體建模軟件中執(zhí)行這些操作，還是在STAR-CCM+中執(zhí)行這些操作，取決于用戶的偏好。

<p>我們來詳細(xì)探討一下西門子STAR-CCM+在工業(yè)攪拌行業(yè)的應(yīng)用。</p><p>STAR-CCM+作為一款領(lǐng)先的多物理場(chǎng)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件，在工業(yè)攪拌領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。它通過高精度的數(shù)值模擬，幫助工程師“透視”攪拌設(shè)備內(nèi)部復(fù)雜的流動(dòng)，從而替代或減少成本高昂、周期漫長(zhǎng)的物理試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)攪拌設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障診斷和性能提升。

本文以一個(gè)簡(jiǎn)單的案例描述STAR CCM+中Macro的錄制過程。

一、基于Star-ccm+的旋轉(zhuǎn)水輪機(jī)數(shù)值模擬導(dǎo)讀：STAR-CCM+是一款當(dāng)前比較流行的計(jì)算流體力學(xué)軟件，該軟件在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用場(chǎng)景，本文基于STAR-CCM+軟件中的運(yùn)動(dòng)參考系的方法來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)水輪機(jī)的數(shù)值模擬，過程涉及變參考系旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法，基于VOF方法的水力空化模擬方法以及相關(guān)后處理方法等。

利用 STAR-CCM+，MSI 公司能夠在 70%、110% 和 150% 的質(zhì)量流速條件下生成 NPSH 變化數(shù)值曲線。根據(jù) STAR-CCM+ 的模擬結(jié)果，客戶可以做出明確的水泵設(shè)計(jì)和方案決定，包括空化性能。

STAR-CCM+軟件CFD理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真分析的合理性得到進(jìn)一步驗(yàn)證。5 結(jié)論本文采用CFD方法，結(jié)合STAR-CCM+軟件中多項(xiàng)流Fluid Film除霜模塊，對(duì)某重型卡車的除霜性能進(jìn)行分析。初始方案由于風(fēng)道及格柵角度設(shè)計(jì)不合理，使得各出風(fēng)口分風(fēng)不均勻，吹風(fēng)位置不理想，流動(dòng)損失較大，達(dá)不到目標(biāo)除霜要求。針對(duì)設(shè)計(jì)缺陷對(duì)除霜模型進(jìn)行優(yōu)化，最終優(yōu)化效果顯著，滿足整車除霜性能要求。

Star ccm 與Abaqus 協(xié)同仿真（熱耦合）Star ccm 與Abaqus 協(xié)同仿真（結(jié)構(gòu)耦合）案例文件 Siemens Star CCM+ 2306 (18.04.008) Tutorials 案例文件，包含耦合分析模塊所需案例

經(jīng)過上面的操作，我們就完成了STAR-CCM+二次開發(fā)環(huán)境的搭建。 本文來自：CFD日志

圖1 壓力容器模型及邊界STAR-CCM+可以在單個(gè)工作界面集成整個(gè)仿真流程，是一款真正的幾何處理、網(wǎng)格劃分、求解器、后處理完全一體化環(huán)境的軟件，所以在做幾何多參計(jì)算，部件替換流場(chǎng)計(jì)算方面，高度自動(dòng)化，大大提高多參流場(chǎng)計(jì)算效率。同時(shí)STAR-CCM+還是一個(gè)集成的多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)，可以有效解決流動(dòng)傳熱、有限元應(yīng)力、流固耦合、多相流、電化學(xué)、氣動(dòng)聲學(xué)等多物理問題耦合的場(chǎng)景。

壓力速度耦合采用Coupled算法。計(jì)算環(huán)境為STAR-CCM+ 2022.1.0 R8 Linux 64bit平臺(tái)，采用4核2.5GHz處理器計(jì)算。五、計(jì)算結(jié)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(jìn)口速度分布如下圖所示。 進(jìn)口和出口處速度的局部放大圖如下圖所示。