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繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來(lái)越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

? 精準(zhǔn)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(kuò)張及表面閉合現(xiàn)象。? 收斂性優(yōu)化：針對(duì)高速?zèng)_擊工況，優(yōu)化了耦合時(shí)間步與內(nèi)迭代策略，確保計(jì)算穩(wěn)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(wǎng)格劃分、VOF設(shè)置、重疊網(wǎng)格及協(xié)同仿真接口設(shè)置。

圖中左邊的每個(gè)點(diǎn)代表STAR-CCM+運(yùn)行的不同設(shè)計(jì)模擬結(jié)果，即混合流體到達(dá)壓力容器壁面的最低溫度，連線則追蹤了當(dāng)前的最佳設(shè)計(jì)。在運(yùn)行了50種設(shè)計(jì)后，可以看到，最佳的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)44，最高溫度降低了4.5%，即獲得了更好的混合均勻度。

圖7旋轉(zhuǎn)參考系指定5.邊界條件設(shè)置 旋轉(zhuǎn)機(jī)械中將入口設(shè)置為速度入口，將出口設(shè)置為壓力出口，其它均為壁面，其中通過(guò)速度入口指定入口流速，設(shè)定流入液體流量，通過(guò)壓力出口流出液體，一般壓力設(shè)定為環(huán)境壓力。STAR-CCM+對(duì)所有壁面邊界的默認(rèn)旋轉(zhuǎn)設(shè)置適用于它們相對(duì)于網(wǎng)格保持靜止的情況，即靜止區(qū)域的壁面邊界都默認(rèn)設(shè)置是零旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)區(qū)域的壁面邊界默認(rèn)設(shè)置是2000 rpm旋轉(zhuǎn)。

STAR-CCM+中的相應(yīng)功能提供初始條件和波生成。2.導(dǎo)入網(wǎng)格，命名模擬啟動(dòng) Simcenter STAR-CCM+，導(dǎo)入提供的網(wǎng)格，然后保存模擬。要導(dǎo)入網(wǎng)格：1. 以適用于您工作環(huán)境的方式啟動(dòng)Simcenter STAR-CCM+，然后從菜單欄中選擇“新建模擬”選項(xiàng)。2.

圖5 分配運(yùn)動(dòng)到流體域和固體域Simcenter STAR-CCM+自動(dòng)設(shè)置流體域中流-固交界面的變形方法為Solid Stress，保持默認(rèn)即可。邊界條件指定入口速度，約束管壁兩端的自由度。此外，在管道固體域的外壁面上施加一個(gè)脈沖荷載。所有的邊界數(shù)據(jù)定義列于表5。

、滯止進(jìn)口等)，但模型還需要更多的信息，邊界條件便提供了此類信息； ? 比如壁面邊界類型，條件可指定該壁面是非滑移壁面、 滑移壁面或者移動(dòng)壁面，條件還能表明是應(yīng)用指定的溫度( 狄利克雷)作為熱邊界條件， 還是應(yīng)用指定的熱通量(諾伊曼)作為熱邊界條件； ? 邊界類型和邊界條件會(huì)告訴模型如何處理邊界(或區(qū)域和界面)，但仍缺少實(shí)際的數(shù)據(jù)，

STAR-CCM+雖然支持對(duì)二維網(wǎng)格模型的求解，但不支持導(dǎo)入二維幾何實(shí)體，也無(wú)法直接生成二維網(wǎng)格，但可以實(shí)現(xiàn)三維網(wǎng)格到二維網(wǎng)格的轉(zhuǎn)換。本算例利用STAR-CCM+三維網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成二維網(wǎng)格的功能，現(xiàn)在STAR-CCM+中生成三維的翼型繞流網(wǎng)格，再將該三維網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成二維網(wǎng)格，最后利用二維網(wǎng)格進(jìn)行求解。

但是，邊界層理論(位于表面附近的流體層，其中粘度和導(dǎo)熱的影響占主導(dǎo)地位)的發(fā)展使得我們能夠用分析的方法計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)。因此，在STAR-CCM中，使用邊界層理論來(lái)計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)。因此，在 STAR-CCM+中，模擬對(duì)流換熱系數(shù)的概念核心來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)( standard wall！

理論上，這聽起來(lái)很容易，但這種面板上的源光束通常是高斯的（即不均勻）。因此，需要一種設(shè)備來(lái)“去高斯”，或在空間上將非均勻光束輪廓轉(zhuǎn)換為均勻光束輪廓。具有這種能力的一個(gè)這樣的設(shè)備是一對(duì)複眼空間光學(xué)積分器陣列。何謂透鏡陣列?透鏡陣列是將單個(gè)光學(xué)元件組裝成單個(gè)光學(xué)元件的二維陣列。它用於將光在圖像平面上從非均勻分佈空間轉(zhuǎn)換為均勻輻照度分佈。

STAR-CCM+軟件是由CD-adapco公司開發(fā)的通用計(jì)算流體力學(xué)分析軟件，后被西門子公司收購(gòu)。STAR-CCM+使用CD-adapco倡導(dǎo)的多面體網(wǎng)格，相比于原來(lái)的四面體網(wǎng)格，在保持相同計(jì)算精度的情況下，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算性能約3～10倍的提高。

MSI 公司運(yùn)用 STAR-CCM+ 對(duì)水泵復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過(guò)程進(jìn)行模擬，包括 360 度瞬態(tài)流動(dòng)、旋轉(zhuǎn)幾何結(jié)構(gòu)、非定?？栈F(xiàn)象等。流道因?qū)ΨQ性只計(jì)算一半。首先對(duì)進(jìn)口、葉輪和渦殼進(jìn)行建模。利用 STAR-CCM+ 的自動(dòng)多面體網(wǎng)格劃分功能對(duì)流域空間進(jìn)行離散，隨后創(chuàng)建單葉片通道網(wǎng)格并根據(jù)周期性生成全模型，確保網(wǎng)格的均一性。棱柱層網(wǎng)格單元在表面自動(dòng)生成以求解邊界層，最終的網(wǎng)格總量為五百萬(wàn)。

參考案例-電池-電熱建模：電池包冷卻參考案例-電池-熱失控：電池包放熱和通風(fēng)參考案例-電池-Simcenter STAR-CCM+ Batteries：電芯熱分析參考案例-電池-圓柱型電池單元：電池單元熱分析參考案例-電池-鋰離子電池單元模型：電池單元電化學(xué)分析 · 電機(jī)與電控 (eMotor & Inverter)：分析電機(jī)水套冷卻效率和控制器的散熱性能。

模型說(shuō)明（1）幾何：幾何模型在STAR-CCM+ 3D-CAD模塊中建立，尺寸如下圖所示。幾何模型（2）網(wǎng)格：在該案例中，使用多面體網(wǎng)格，并在壁面處生成棱柱層網(wǎng)格。網(wǎng)格參數(shù)如下圖所示，總網(wǎng)格數(shù)量是164080。

圓管半徑a=0.00125m，圓管長(zhǎng)度l=0.1m，管內(nèi)流體為20℃的淡水，密度ρ=998.16kg/m^3，運(yùn)動(dòng)粘度ν=1.0037e-06m^2/s，入口為充分發(fā)展流動(dòng)，平均速度um=2m/s。二、邊界條件 進(jìn)口設(shè)置為速度進(jìn)口，出口設(shè)置為靜壓出口，管壁設(shè)置為無(wú)滑移壁面。

STAR-CCM+ 自動(dòng)進(jìn)行方格重疊過(guò)程。在救生艇落水過(guò)程中具有三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)的模型：豎直平移和水平平移以及俯仰旋轉(zhuǎn)。為了降低模擬的計(jì)算成本，本案例使用對(duì)稱條件，只包含一半幾何，因無(wú)需模擬船從坡道其余部分完全落水的情形。船在空氣中的運(yùn)動(dòng)可使用簡(jiǎn)化的經(jīng)典物理方程預(yù)先計(jì)算。

視頻中關(guān)鍵詞提取海洋水動(dòng)力學(xué)、裸船體分析、電氣化船舶、船舶阻力、螺旋槳模型、推進(jìn)器、電池組設(shè)計(jì)、電動(dòng)船設(shè)計(jì)、虛擬海試、船體厚度、電動(dòng)馬達(dá)、電機(jī)設(shè)計(jì)、電池失控、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這個(gè)過(guò)程中使用的所有應(yīng)用程序我知道很多不同的軟件在這里。我們最初是用Simcenter STAR-CCM+做CFD分析，這是我們的CFD軟件。所有的系統(tǒng)建模和電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)是用Simcenter Amesim建模的。

本文通過(guò)剎車盤裝配體模型來(lái)演示STAR-CCM+的網(wǎng)格修復(fù)功能。 注：本案例來(lái)自STAR-CCM+官方教程。

我們來(lái)看下圖Simcenter STAR-CCM+的模擬結(jié)果示例。 示例顯示了整車水/塵管理的結(jié)果，集多種影響因素綜合考慮。通過(guò)模擬，工程師們可以做出明智的決定，決定把攝像機(jī)放在哪里，如何保護(hù)它們，以及它們?cè)诟鞣N各樣的場(chǎng)景中的表現(xiàn)。下面通過(guò)一個(gè)實(shí)際的仿真案例來(lái)展示Simcenter STAR-CCM+如何實(shí)現(xiàn)模擬分析。