模拟分类

Simcenter STAR-CCM+ 中开始模拟项目前,先决定模拟工程情景所需的区域数量,以及如何连接这些区域。在某些情景下,最好具有通过协同仿真架构连接的两个模拟。

要决定分析中应用的模拟分类,需准备标识实际情况下存在的材料、物理和条件的草图。然后浏览以下章节中的工程示例,以标识类似于分析的示例。作为获得最佳性能的常规做法,选择可使模拟中的区域、边界和交界面数量最少的布局。

始终具有相同物理的单个材料
对于单个流体的流,或通过单个固体的热传导,只需映射到一个区域的一个几何零部件。
工程示例
几何对象
区域对象
教程示例教程指南 > 不可压缩流 > 稳态流:后台阶
位于特定位置的具有已修改物理的单个材料
在此类问题中,会将一些额外物理模型应用于计算域内的特定区域或体积。典型示例是移动零部件和多孔介质。这些截面必须具有其自己的区域,会在这些区域中应用额外物理。相同的连续体将应用于域中的所有区域。
工程示例

几何对象

区域对象

教程示例教程指南 > 运动 > 刚体运动:旋转风扇
多个相连的材料(部件较少)
要为通过流体和固体组合材料传递的热建模时,必须准备固体和流体区域之间的交界面。如果零部件较少,可使用基于边界的交界面,其中每个交界面会与一对边界匹配。
工程示例

几何对象

区域对象

教程示例教程指南 > 热传递和辐射 > 共轭传热:加热翼片导入
多个相连的材料(部件适中或较多)
为接触中包含多个材料的情景(例如通过与相同流体接触的大量零部件的热传递)建模时,可根据零部件接触(而非区域)创建交界面。由于交界面总数较少,此方法可提供显著的性能优势。
工程示例

几何对象

区域对象

教程示例教程指南 > 热传递和辐射 > 多部件固体:显卡冷却
具有多时间尺度或不兼容现象的模拟(多物理连续体方法)
Simcenter STAR-CCM+ 中,可以使用多物理连续体在单个模拟中模拟多个物理。如果现象具有类似的时间尺度,则 Simcenter STAR-CCM+ 可以使用同一时间步同时求解所有物理。在模拟过程中,连续体跨共享交界面交换解算数据。

要模拟具有不同时间尺度的现象(例如,热传导的时间尺度在流体和固体中不同),可以使用模拟操作耦合物理连续体。模拟操作可自动执行流程以按顺序求解不同物理,并在连续体之间映射解算数据。

此方法通常适用于所有无法通过交界面交换数据的连续体(例如,支持不同网格类型或具有不兼容物理的连续体)。

工程示例

几何对象

区域对象

教程示例稳态-瞬态多时间尺度: 模拟操作:多时间尺度共轭传热
瞬态-瞬态多时间尺度: 模拟操作:瞬态-瞬态多时间尺度共轭传热
具有多时间尺度或不兼容现象的模拟(协同仿真方法)
对于在场景的一部分需要不同的求解器技术或与外部软件耦合的场景,Simcenter STAR-CCM+ 提供了协同仿真方法。使用这种方法,可定义两个单独的模拟,每个都具有各自的区域级别布局,然后将模拟配置为在运行时互换数据。
工程示例

几何对象

区域对象

教程示例Simcenter STAR-CCM+Simcenter STAR-CCM+ 协同仿真:教程指南 > 与 CAE 代码耦合 > STAR-CCM+ 至 STAR-CCM+ 耦合:烟囱中的热传递
Simcenter STAR-CCM+ 至外部软件协同仿真:Abaqus 协同仿真:热耦合
重复几何和循环条件
在某些情况下,会在类似几何之间或沿管观察重复流模式。在这些情况下,可以通过仅对情景的一部分建模并在预期看到相同流量分布的两个表面中应用周期交界面,来简化问题定义。
工程示例

几何对象

区域对象

教程示例教程指南 > 可压缩流 > 谐波平衡:单级周期流体