STAR-CCM+ 流場模擬、流場分析軟體，高模擬精度

產品介紹

一、關於Simcenter STAR-CCM+二、軟體特色三、前處理功能: 幾何匯入及網格生成四、物理模型與求解器五、優化分析與設計探索 (Design Exploration)六、Simcenter STAR-CCM+ 與CAD用戶端無縫整合產品 – CAD Clients七、應用領域

關於Simcenter STAR-CCM+

Simcenter STAR-CCM+ 是最全方面的多物理分析解決方案，將產品運用模擬技術運行真實條件進行設計。Simcenter STAR-CCM+ 所提供的模組可為每位工程師帶來自動化的設計探索與優化，有效地規劃所有設計因素，而非傳統的方式僅能專注於一個要素的模擬設計。藉由使用 Simcenter STAR-CCM+ 獲得更多超出客戶期許的創新產品。自2004年首次發行以來，Simcenter STAR-CCM+ 持續優化使用者體驗，採用物件導向程式設計，帶來最佳的執行程序。同時精進高效能運算技術，更高的模擬精度。

Introducing Simcenter STAR-CCM+ v13.06

Simcenter STAR-CCM+ Discover Better Designs Faster

Simcenter STAR-CCM+產品型錄

樹狀管理GUI 介面

從幾何生成到結果處理，模擬分析的所有操作均在Simcenter STAR-CCM+的同一介面下進行。在獲得良好結果，同時也提高了工作效率。

STAR-CCM+汽車

全方面的模型導入

Simcenter STAR-CCM+ 提供3D-CAD的草繪圖功能，可方便生成三維幾何模型。並提供CAD導入介面可直接讀取CAD檔，生成模擬所需的體網格。

2D草繪圖生成3D幾何

STAR-CCM+ CAD直接導入

CAD直接導入

獨家包面網格技術

還在為CAD模型的修補耗時而煩惱嗎？Simcenter STAR-CCM+的包面技術大幅減少了幾何表面的修補時間。

包面技術製作網格

網格自動生成技術

Simcenter STAR-CCM+獨家多面體網格，搭配多核心並行與網格自動生成技術，即使是複雜幾何結構也能夠在極短時間內完成網格生成。

豐富的物理模型

Simcenter STAR-CCM+ 提供完整的物理模型，可應用於的熱流、輻射、多相流、應力、電磁場、電化學、噪音、燃燒、電池等工程議題。智慧化的分析模組選擇介面，減少分析時程。

完整涵蓋工程現象呈現的後處理介面

Simcenter STAR-CCM+ 具有操作簡單的雲圖、向量圖、xy顯示圖、流線以及動畫製作工具。

高效能的運算技術

Simcenter STAR-CCM+ 不斷精進平行運算技術，透過大量的運算核心處理複雜的工程議題，使工程模擬分析可獲得最具時間效益的產出。

彈性的使用架構

單機多核心串平行、多機多核心串平行

強大的模組方案

Simcenter STAR-CCM+ 配合用戶的使用需求，提供多樣的模組。(概念圖)

自動化

Simcenter STAR-CCM+ 具備記錄操作的巨集功能，減少大量的重複性工作。並可透過二次開發人員撰寫自動化程式，發揮軟體最大的使用效益。

幾何匯入
- 支援Parasolid、STEP、IGES、STL、NAS、DBS、PAT、INP (pro-STAR)、FRO (Felisa)、JT (Tessellated Only)、BIF (Medina)
- CAD Exchange：直接以各自的原生格式導入CAD文件，保留最好的幾何質量、完整的數據結構和組織，包括零件和裝配歷史，幾何特徵，名稱等。並可透過3D-CAD Modeler進行幾何修改。
- 支援CATIA V4,5,5-6、Pro/e and CREO、Solidworks、NX、Inventor、Rhino、JT-BREP、3DXML、VDA-FS、ACIS、IDF

模型導入程序1：幾何生成
- 3D-CAD功能，導入CAD檔案
模型導入程序2：表面網格生成
- 包面（形狀保持、簡化、縫隙接合、防接觸、漏洞檢測）
- 表面重構
- 手動修復面網格

模型導入程序3：體網格生成
- 多面體網格、剪裁體網格、四面體網格
- 薄層網格
- 邊界層網格、體網格、圓柱體網格、方向性網格控制
- 進階邊界層網格
- 多面體網格、邊界層網格劃分的平行處理

求解器
- 分離式求解
- 耦合式求解
- 有限體積結構應力
時間域
- 穩態
- 暫態顯性法、暫態隱性法

【非穩態解析】方柱周圍流動解析

空間域
- 二維
- 三維
- 軸對稱
- 薄殼

模擬標的物屬性
- 氣態
- 液態
- 固態
- 多組分氣態
- 多組分液態
- 多屬性固態
- 多相流

狀態方程
- 氣態: 固定密度，理想氣體, 真實氣體，溫度函數密度模型, 用戶自定模型
- 液態: 固定密度，IAPWS-IF97蒸汽模型模型，溫度函數密度模型, 用戶自定模型
- 固態: 固定密度，溫度函數密度模型，用戶自定模型
- 多組分氣態: 沒有化學反應，化學反應
- 多組分液態: 沒有化學反應，化學反應
- 多屬性固態: 固定密度，溫度函數密度模型，用戶自定模型
- 多相流: 多相分離，VOF

層流、紊流
- k-ε方程（Realizable、Standard（線性、非線性2次/3次）、AKN、V2F）
- k-ω方程（Standard、SST、BSL）
- Spalart-Allmaras
- RSM（線性Pressure-Strain、非線性2次Pressure-Strain）
- DES、IDDES（Spalart-Allmaras、k-ω SST）
- LES（Smagorinsky、WALE）
- 紊流邊界條件（Simirnov method、Synthetic turbulence method）
- 壁面處理（標準壁面函數、Low Re Number模型、All y+ 模型）
- 紊流轉變段模型（Gamma ReTheta模型）

非牛頓流體
- Power Law
- Cross Fluid
- Carreau-Yasuda Fuid

多孔介質模型
- 多孔介質(porous media)
- 多孔板(porous baffle)

DES simulation of the case of Abidin et al. with Simcenter STAR-CCM+

熱傳耦合模擬
- 固體熱傳導（等向性、非等向性）
- 固體-流體熱傳
- 固體熱源
- 浮力效應（考慮重力）
- 輻射（S2S模型、DO模型）
- 考慮參與輻射的介質（DO模型）、粒子輻射（DO模型）
- 太陽輻射
- 多波段輻射（S2S模型、DO模型）、鏡面反射（S2S模型、DO模型）
- 熱交換器模型
- 2D固體導熱模型

麵包烤爐熱分析

薄膜(film)模型
- De-fogging(除霧)模型、De-icing(除霜)模型
液膜模型
- Wave stripping模型、液膜脫落模型
- 蒸發/凝結

液膜模擬

自由表面多相流 (VOF)
- 可壓縮性、表面張力、接觸角
- 熱傳（流固耦合）、沸騰、蒸發、凝結
- 波浪模型

Lagrangian多相流
- 多組分模型
- 熱傳、蒸發/凝結、沸騰
- 噴嘴模型
- 阻力、紊流耗散、壁面碰撞
- 液滴分裂
- 腐蝕模型
- 與De-icing（除霜）模型的耦合
- 庫倫力模型

噴霧塗佈

Eulerian多相流
- 阻力、浮力、附加質量、紊流、固體壓力
- 熱傳、質傳
- 沸騰
- S-Gamma模型
- 顆粒流模型

攪拌槽的氣泡現象

沸水反應爐

離散顆粒模型（DEM）
- - 阻力、附加質量、粒子碰撞、輻射、熱傳、能量源
  - 球形粒子、複合粒子
- - 藥片塗層
- - 挖掘岩石
- 顆粒攪拌
氣蝕模擬
- Rayleigh model
燃燒與化學反應
- Arrhenius模型
- 各種EBU模型
- PPDF模型
- 火焰傳播模型（CFM模型、PCFM模型）
- 基於複雜化學(STAR/DARS-CFD)氣相反應、表面反應
- 微粉炭燃焼
- Progress Variable Model （PVM）
- 火焰(Thickened flame)模型

在 Simcenter STAR-CCM+ 中模擬通用平焰燃燒器

排放物
- NOx模型
- Soot模型
動網格
- 滑移網格 (Sliding Mesh)
- 變形網格(Mesh Morpher)
- 6自由度剛體運動(Dynamic Fluid/Body Interaction, DFBI)：
- 重疊(Overset)網格

Overset mesh技術

旋轉機械模型
- 滑移網格
- 多重參考坐標系(MRF)
- 隐式混合平面
- 諧波平衡分析 (Harmonic balance)
- 等效風扇模型

旋轉機械

超車現象

氣動噪音
- Ffowcs Williams & Hawkings（FW-H）
- 寬頻噪音源預測（Lilley、 LEE、Proudman、Goldstein、Curle)
- 流體/噪音耦合模擬（LMS Virtual.Lab Acoustics的耦合)

聲學抑制現象

直接噪音計算

固化融解
- 固化融解模型
- Carman-Kozeny Mushy浸透率模型
鑄造
- 砂模鑄造
- 碇鑄
- 熔模鑄造

模具加注過程中的多相流模擬與金屬凝固

電磁場模擬
- 電漿、Metal pumping
- 電動勢模型(歐姆加熱)
- 靜電場模擬
- 變壓器
- 電磁場勢能求解

電漿與Metal pumping

變壓器

Computer Simulation of High Pressure Plasmas based on PHOENICS

電化學模擬
- 燃料電池
- 鋰電池
- 溼式蝕刻
- 電鍍
- 腐蝕

汽車水箱罩鍍鉻

溼式蝕刻

鋰電池模型

電池管理

鋰電池解決方案

電池冷卻模擬方案

小型城市電動汽車電池模組散熱分析

結構應力模擬與流固耦合
- 基於有限體積法的結構應力模擬
- 流體-溫度-結構耦合 (流固耦合)

發動機缸體熱應力模擬

流固耦合分析

Vorticity Confinement模型
- 提高大尺度渦流模擬準確性可應用於航空、水下載具與渦輪機械
與其他軟體的耦合
- 與Abaqus 的耦合
- 與ANSYS的耦合
- 與Radtherm的耦合
- 與Nastran的耦合
- 與GT-POWER的耦合
- 與OLGA的耦合
- 與WAVE的耦合
- 與RELAP5-3D的耦合
- 與SPEED的耦合
- 與Simcenter STAR-CCM+的耦合

軟體耦合分析概念

流固耦合應用於管路變形

整合智慧型模組
- 火災與煙霧（Fire and Smoke Wizard）模組：火災模擬
- 熱舒適性管理（Thermal Comfort Wizard）模組：人體模型
- 旋轉機械網格 (Turbo Wizard)
- 機翼網格 (Wing Mesher)
- 電子散熱(Electronic Cooling App & Import IDF) 模組

車內空調人體舒適性模擬

電子散熱

Design Manager：協助Simcenter STAR-CCM+ 用戶使用參數分析找尋設計最佳解

Simcenter STAR-CCM+ 搭配HEEDS提供自動化的參數優化分析程序

特色
- 為3維CAD模型的熱流體模擬而開發的Simcenter STAR-CCM+ CAD用戶端
- 熱流體模擬所需的網格、邊界條件、模擬設定等均在CAD環境下生成
- STAR-CCM+的網格生成、求解器與CAD用戶端實現無縫連結
- 在CAD軟體下操作熱流模擬
對應CAD： CATIA V5、Siemens NX、PTC Pro/ENGINEER Creo、Autodesk Inventor