Simcenter STAR-CCM+ 多物理场 CFD 仿真 | 今宏科技
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多物理场 CFD
多物理场工程仿真精确捕获影响日益复杂产品性能的所有相关物理特性，将近似和假设水平降至最低。Simcenter STAR-CCM+ 提供全面、准确、高效的流体动力学相关多物理场建模功能阵列，涵盖单相与多相流、粒子动力学（SPH/DEM）、反应流、传热、流体-结构相互作用（FSI）、气动声学、流变学及电动力学，助您自信预测产品真实性能。
单相流
无论是气体还是液体，Simcenter STAR-CCM+ 都为单相流提供了一整套 CFD 模型。从可压缩到不可压缩，从亚音速到超音速再到超音速，从层流到湍流。对于湍流，各行各业的空气动力学和流体动力学工程师可以从一组全面的最新湍流模型中进行选择，包括所有常见的雷诺平均纳维尔·斯托克斯（RANS）模型、分离涡模拟（DES）和大涡模拟（LES）。
多相流模拟
Simcenter STAR-CCM+ 使人能够模拟涵盖分层、分散、离散、薄膜等多种流态的工程问题。迄今为止，没有一个单一的多相模型可以涵盖所有体系。因此，Simcenter STAR-CCM+ 为多相计算流体动力学仿真提供了一系列全面的模型。将它们结合使用可以涵盖多种流量模式，包括它们之间的智能过渡。利用 CFD 软件通过模拟多状态、多尺度的多相流来预测产品的实际行为。
光滑粒子流体力学
除了基于网格的有限体积方法外，Simcenter STAR-CCM+ 还提供平滑粒子流体力学 (SPH) 作为快速无网格计算流体力学 (CFD) 的替代方法。得益于强大的无网格方法，可以使用快速 CFD 方法轻松处理复杂的几何形状和运动。SPH 使人无需额外努力即可解决复杂的高动态流程。由于 SPH 无缝集成到 Simcenter STAR-CCM+，可以受益于强大的端到端流程自动化和设计探索功能。
粒子流和离散元素法
Simcenter STAR-CCM+ 提供全面的颗粒流集成，以最大限度地提高颗粒效率和分布，最大限度地减少能耗，避免过度磨损和磨损，并优化整体性能。可以通过正确的粒子运动和接触来精确模拟真实的粒子形状，从而确保物料搬运性能。与其他 CFD 软件工具不同，Simcenter STAR-CCM+ 在单一仿真环境中提供耦合的流体和颗粒物理，显著减少了仿真设置工作量。提供基于网格和无网格的离散元素方法 (DEM)，工程师可以选择最合适的粒子建模方法。
反应流
Simcenter STAR-CCM+ 提供了一整套涵盖广泛应用的反应流量和排放模型。它支持反应流模型与传热、辐射、多相反应和表面化学之间的紧密耦合。反应流模型的广泛范围可帮助了解和优化火焰形状和位置，最大限度地降低固体成分温度，减少排放并最大限度地提高性能效率。使用 Simcenter STAR-CCM+ 软件预测和了解火焰动力学、传热、热磨损、排放、产量、转换、选择性和不良条件。
传热
Simcenter STAR-CCM+ 允许准确、高效地模拟介质中或介质之间的传热。Simcenter STAR-CCM+ 具有传导、对流、辐射、共轭传热和沸腾功能，在一个 CFD 软件包中提供全套传热物理特性，可准确预测流体和固体中的温度分布。多时标技术和复杂的流体和固体网格划分使人能够快速运行复杂的 CHT 问题，即使流体动力学和固体热力学的时间尺度存在显著差异。
气动声学
Simcenter STAR-CCM+ 为预测气动声学噪声源提供了丰富的精确模型库，包括稳态模型、直接模型 (DES/LES)、传播模型和声扰动方程 (APE) 求解器。CFD 软件支持混合气动声学方法，该方法首先捕获流动湍流，然后将其转换为航空声学源，然后插入第二个声学 (FEM) 仿真模型。后者预测这些源的声学传播，包括环境中的反射和吸收。
流体-结构相互作用
Simcenter STAR-CCM+ 既可以处理基于有限体积 (FV) 的计算流体力学，也可以处理基于有限元 (FE) 的计算固体力学 (CSM)。这使得在易于使用的单集成 CFD 软件用户界面中模拟流体结构相互作用 (FSI) 成为可能。使用这种方法，可以解决静态、准静态和动态问题，包括具有非线性几何结构和使用粘合和小型滑动接触的多个零件的问题。Simcenter STAR-CCM+ 扩展了机械流体与结构的相互作用，还为热应力分析提供了高效的工作流程。可以解决流体和结构之间的传热问题，然后在 CFD 软件中评估固体区域的热应力。
流变学
通过在 Simcenter STAR-CCM+ 中加入计算流变学，工程师可以模拟以扩散和粘性或粘弹性行为为主的流体。使用添加的有限元解算器可以对这些仿真进行建模。这种方法对消费品、废物处理以及食品和饮料行业中使用混合器、流动容器、浆料、挤压和材料加工的工程师很有帮助。准确模拟流变学是减少功耗、排放和原材料使用量的关键，同时提高产品可靠性、用户体验和责任成本。Simcenter STAR-CCM+ 提供了一整套模型，包括用于自由表面、部分填充、粘性能、薄膜铸造和短纤维的求解器。
电磁学
Simcenter STAR-CCM+ 附带了多种电磁模型，用于进行一系列电磁仿真，包括电磁阀、螺线管、执行器和电机变压器。作为一款多物理场 CFD 软件套件，Simcenter STAR-CCM+ 提供集成的电磁学功能，允许在单个仿真中与冷却剂流量、传热和电磁学紧密耦合。广泛的建模功能还使仿真磁流体力学 (MHD) 应用程序成为可能，包括等离子弧模拟、喷气断路器和焊接。
