STAR-CCM+

關於STAR-CCM+

在STAR-CCM+裏，從3D-CAD的幾何建模到結果後處理，所有的分析模擬操作都在同一介面下進行。軟體操作簡便，並可實現自動化，在保證良好的模擬結果同時大大提高了設計效率。CD-adapco公司創新性的技術包括包面、多面體網格以及模型設定的複製-黏貼功能等，使得模擬分析既快又具有好的精度，為客戶廣泛認可。
自2004年首次發行以來，STAR-CCM+一直在不斷開發完善中。採用物件導向程式設計，平行計算等最新IT技術、同時追求操作方便以及更高的模擬精度。

軟體特色

• 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。
• 3D-CAD功能
  基於3D-CAD的草圖功能，可方便生成三維幾何模型。
• CAD功能的友善性
  CAD軟體介面可直接讀取CAD檔，生成模擬所需的體網格。同時，也可對匯入的CAD幾何進行修改，藉由布聯運算，將計算所需的流體區域與固體區域分離。

• 包面
• 還在為CAD模型的修補耗時而煩惱嗎？STAR-CCM+的包面技術大幅減少了幾何表面的修補時間。
• 網格自動生成技術
  多面體網格及網格自動生成技術，即使對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
  STAR-CCM+不斷完善相關的物理模型，除了常用的熱流模擬，還包含應力、電磁場、噪音等多個工程應用模組。同時兼顧模擬精度與操作方便性。
• 結果後處理
  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。

• 電腦軟體和硬體技術
  STAR-CCM+採用用戶端/伺服器，物件導向程式設計，平行計算等最新的模擬技術。以成為工程師最需要的熱流模擬計算泛用軟體為目的，不斷進行開發更新。
• 自動化
  STAR-CCM+具備記錄操作的巨集功能，減少大量的重複性工作。其他設計人員可通過這一功能很好地獲得模擬模擬技術的經驗。

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前處理功能: 幾何及網格生成

• 幾何匯入
  STL、pro-STAR面網格、Nastran shell、Patran shell、FELISA Front Surface、Parasolid、IGES、STEP、JT Open
  CAD Exchange Leader（CATIA V4、CATIA V5、UG NX、Pro/ENGINEER、 SolidWorks、VDA-FS）
• 幾何生成
  3D-CAD功能

• 面網格生成
  包面（形狀保持、簡化、縫隙接合、防接觸、漏洞檢測）
  面重構
  手動修復面網格

• 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

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物理模型與求解器

• 求解器
  分離式求解
  耦合式求解
  有現體積結構應力
• 時間域
  穩態
  暫態顯性法、暫態隱性法
• 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)

• 
• 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
• 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

• 自由表面多相流
  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
• 氣蝕模擬
  Rayleigh model
• 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

• 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
• 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
• 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
• 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

• 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與ACTRAN的耦合)
• 固化融解
  固化融解模型
  Carman-Kozeny Mushy浸透率模型
• 結構應力模擬
  基於有限體積法的結構應力模擬
  流體-溫度-結構耦合

• 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
• 電磁場模擬
  電動勢模型(歐姆加熱)
  靜電場模擬
  電化學(電鍍)模擬
  電磁場勢能求解

• 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STAR-CCM+的耦合

• 整合智慧型模組
  火災與煙霧（Fire and Smoke）模組：火災模擬
  熱舒適性管理（Thermal Comfort Management ）模組：人體模型
  旋轉機械網格 (Turbo Wizard)
  機翼網格 (Wing Mesher)

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STAR 與CAD用戶端整合產品

• 特色
  為3維CAD模型的熱流體模擬而開發的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用戶端實現無縫鏈結
  事先檢查是否有設定錯誤
• 對應CAD： CATIA V5、SolidWorks、NX、Pro/ENGINEER、Autodesk Inventor

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應用領域

• 汽機車業
  車身外流場分析
  空調管路分析
  車艙內流場分析
  乘客舒適度分析
  冷卻風扇流場分析
  引擎進排氣流場分析
  煞車碟盤冷卻分析
  引擎室散熱分析
  流場風切噪音分析

• 航空業
  轉子定子流場分析
  燃燒室熱流分析
  座艙內流場分析
  流場風切噪音分析

 

• 機械、重工業
  水幫浦流場分析
  大型馬達散熱分析
  渦輪葉片周圍流場分析
  鍋爐內流場分析

 

• 化學工業
  攪拌器內流場分析
  兩相流
  化學反應
  旋轉式流體分離器分析
  微粉炭燃燒
  化學蒸氣沉澱分析

 

• 電子業
  CPU
  散熱模組性能分析
  風扇流場及性能分析
  電腦系統散熱分析
  風扇噪音分析
  投影機散熱分析（熱輻射效應）
• 建築、工程業
  通風管路設計
  室內空調擺置設計
  風工程分析
  建築物外流場風壓分析
  無塵室氣流分析
  無塵室微塵及污染物流場分析
  建築物火災模擬
  建築物污染物排煙分析