STAR-CCM+-3D-CAD-培训教程
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(完整版)STARCCM基础培训教程
transition）
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density Function
(PPDF), adiabatic and non-adiabatic
➢
FAN性能曲线修正的动量源项。
湍流 ➢ Spallart-Allmaras ➢ K-Epsilon ➢ K-Omega ➢ 雷诺应力输运方程 ➢ 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) ➢ 壁面距离 (Exact, Approximate) ➢ 边界层转戾（prescriptive boundary-layer
1.5 现有的物理模型
(Version 2.02.009)
基本模型
空间
➢ 二维l ➢ 轴对称 ➢ 三维
时间
➢
稳态
➢
显式非稳态
➢
隐式非稳态
运动
运动参照系模型# 刚体运动模型
流动和能量
➢
无粘，层流，湍流。
➢
气体，液体，固体和多孔介质。
➢
共轭传热
➢
自由表面 (VOF)
➢
空化(cavitation)
➢
辐射类型的热交换
2.1.1.1 surface wrapper的属性选项
Surface wrapper的属性有3 个选项:
Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement
缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density Function
(PPDF), adiabatic and non-adiabatic
➢
FAN性能曲线修正的动量源项。
湍流 ➢ Spallart-Allmaras ➢ K-Epsilon ➢ K-Omega ➢ 雷诺应力输运方程 ➢ 壁面处理 (Low y+, High y+, All y+) ➢ 壁面距离 (Exact, Approximate) ➢ 边界层转戾（prescriptive boundary-layer
1.5 现有的物理模型
(Version 2.02.009)
基本模型
空间
➢ 二维l ➢ 轴对称 ➢ 三维
时间
➢
稳态
➢
显式非稳态
➢
隐式非稳态
运动
运动参照系模型# 刚体运动模型
流动和能量
➢
无粘，层流，湍流。
➢
气体，液体，固体和多孔介质。
➢
共轭传热
➢
自由表面 (VOF)
➢
空化(cavitation)
➢
辐射类型的热交换
2.1.1.1 surface wrapper的属性选项
Surface wrapper的属性有3 个选项:
Do curvature refinement Do gap closure Do proximity refinement
缺省情况下, 只有Do curvature refinement打开
STARCCM基础培训教程
STARCCM基础培训教程STARCCM是一款涉及CFD（计算流体力学）模拟工作的软件，它可以在不同行业中用于解决各种流体流动问题，如航空航天、汽车制造、水利工程等领域。
该软件的应用得到了广泛认可，并在各个行业中拥有广泛的用户群体。
为使用户能够更好地使用STARCCM，建议进行基础培训与学习，以便熟练掌握其各种功能和优点。
下面详细介绍STARCCM基础培训教程。
一、STARCCM简介STARCCM是CD-adapco公司开发的一款CFD商业软件，目标是为流体力学分析和优化提供强大的计算工具，涵盖了从几何设计到流体动力学的全部过程。
二、基础操作界面开始使用STARCCM软件时，首先介绍基础操作界面的结构。
而在软件界面的左侧是操作界面，最右侧是3D工具栏，包括模型创建、矢量图表、芯子提取工具等。
右上角的工作区域包括剖面图、曲线、矢量图和Tecplot文件等显示方式。
三、STARCCM的模型无论在哪个行业中，模型是创建流体流动的基础，在STARCCM软件中，创建复杂的流动图是相当困难的，因此在初学者的学习过程中，需要重点了解模型是如何建立的。
一般来说，可以手动建立模型，或者利用静态、动态网格技术，转移相应模型数据。
四、网格生成技术网格的生成是实现精细流体流动分析的重要步骤，因此不同的网格类别会对流动计算的结果产生不同的影响。
根据所需的精度和时间，根据不同的网格技术建立相应流体流动分析计算。
五、流动计算流动计算是了解和掌握流动分析研究目的的基础。
在STARCCM中，流动计算是目标计算的核心部分，其效率和精度直接决定了计算的属性。
STARCCM软件提供了各种流体流动分析模式的支持，如稳定流、不稳定流和湍流模式等。
六、后处理流动计算后处理是流动分析阶段的最后一步，它可以将流动计算的结果显示在2D或3D模型中，并对其进行编辑和可视化。
后处理还包括实体解动画、热画像、粒子轨迹等功能，并提供给广泛的用户来探索流动分析的复杂性。
流体力学CFD软件STAR-CCM培训课件1
Boundaries为regions的外部表面
•
可以为物理边界（例如wall,inlet以及 outlet）,或者是不同regions的连接
18
Interface 和 Continuum
interface允许在不同的regions之
间进行质量与能量的传递
• •
内部交界面允许质量与能量的传递 接触交界面只允许传输能量
continuum代表一系列模型的集合，
这些模型或者是物理模型，或者是 网格模型
19
19
模型树及参数定义
以上术语在模型 树中的排列：
几何Part
衍生Part
20
20
如何协同工作
Regions (拓扑定义). Regions/Volumes & Boundaries. Parts (几何定义). 定义物理空间 基于几何的操作 CAD 3D-CAD 网格文件
• • • • •
方便易用。 高度集成化的软件包。 自动网格划分。 大量的物理模型。 强大的后处理功能。
从2004年开始开发。
• • • •
使用最新的数值以及软件技术。 设计为解决超大计算模型 (1亿网格)。 完全集成的仿真流程: 在同一界面内将CAD模型转为CAE进行分析。 快速的开发周期: 每四个月发行一次新版本。 4
4
集成化的软件包
CAD CFD
STAR-CCM+的操作界面简单易用，包含CAD模型的创建，以及对CFD结 果的后处理
5
5
强大的后处理功能
基于“parts”的概念
• •
边界，切平面，孤立面…… 一旦part被创建出来，可以对其进行任何后处理操作 预定义数据，比如，温度，压力 用户自定义数据 云图/矢量图 截面，流线以及孤立面 将对称模型或者有周期边界的模型转化成全模模型 流量，力以及力系数，面积平均以及质量平均量报告 检测随着时间变化的数据 XY图
2024版starccm培训基础
设置材料属性
为几何模型赋予适当的材 料属性，如密度、导热系 数、比热容等。
基本操作流程演示
划分网格
采用自动或手动方式， 对几何模型进行网格划 分，生成有限元或有限
体积网格。
设置边界条件
为仿真模型设置适当的 边界条件，如温度、压
力、速度等。
运行求解器
选择合适的求解器，设 置求解参数，运行求解
器进行计算。
02
界面与基本操作
软件界面布局及功能
主界面
包含菜单栏、工具栏、导航树、属性栏、图形 显示区等部分，提供全面的仿真操作环境。
菜单栏
提供文件、编辑、视图、插入、工具、窗口、帮 助等菜单项，涵盖软件所有功能。
工具栏
提供常用操作按钮，如新建、打开、保存、撤销、 重做、剪切、复制、粘贴等。
导航树
以树形结构展示仿真模型的组织结构，方便用户快速 定位和操作。
案例三
电磁仿真分析。通过实际案例，展示电磁仿真分析的完整流程，包括几何模型建立、材料属性设置、激励源 设置、边界条件设置、求解器设置与求解以及结果后处理等步骤。
学员自主操作实践环节
实践一
实践二
实践三
学员自主选择一个实际问题进行 仿真分析，完整地走一遍仿真流 程，包括几何模型建立、网格划 分、物理模型选择、边界条件设 置、求解器设置与求解以及结果 后处理等步骤。
01
02
03
04
05
流体动力学基础
StarCCM+软件 介绍
几何建模与网格划 物理模型设置与求 后处理与结果分析
分
解
介绍了流体动力学的基本概 念、原理和方程，包括连续 性方程、动量方程和能量方 程等。
详细讲解了StarCCM+软件 的基本操作、界面布局、工 具栏和菜单功能等。
STARCCM基础培训教程
layer transition）
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density
Function (PPDF), adiabatic and nonadiabatic
• 缺省情况下, 两个
curvature refinement, proximity refinement 在附录中有介绍
2.1.2.2 surface remesher的全局(global)设定
使用surface remesher时,有如下 的全局控制参数:
• base size;
• surface
curvature(#Pts/circle );
• surface growth rate;
• surface proximity(Search Floor, # Points in a gap);
• surface size
解释
2.1.2.3 surface remesher边界(boundary)设定
curvature refinement, gap closure, proximity refinement
2.1.1.2 surface wrapper的全局(global)设定
使用surface wrapper时,有如下的全局 控制参数:
• base size; • gap closure size;
面网格 面网格工具: Surface remesher Surface wrapper Hole filler Edge zipper 特征线提取和编辑工具
体网格 3种体网格模型: tetrahedral polyhedral trimmed 边界层网格模型： prism layer 精细网格调节： Volume sources 全局或局部参数设置
辐射 ➢ Surface-to-surface ➢ Discrete ordinate
燃烧 ➢ Eddy Break Up (EBU) ➢ Presumed Probability Density
Function (PPDF), adiabatic and nonadiabatic
• 缺省情况下, 两个
curvature refinement, proximity refinement 在附录中有介绍
2.1.2.2 surface remesher的全局(global)设定
使用surface remesher时,有如下 的全局控制参数:
• base size;
• surface
curvature(#Pts/circle );
• surface growth rate;
• surface proximity(Search Floor, # Points in a gap);
• surface size
解释
2.1.2.3 surface remesher边界(boundary)设定
curvature refinement, gap closure, proximity refinement
2.1.1.2 surface wrapper的全局(global)设定
使用surface wrapper时,有如下的全局 控制参数:
• base size; • gap closure size;
面网格 面网格工具: Surface remesher Surface wrapper Hole filler Edge zipper 特征线提取和编辑工具
体网格 3种体网格模型: tetrahedral polyhedral trimmed 边界层网格模型： prism layer 精细网格调节： Volume sources 全局或局部参数设置
2024版starccm基础培训教程pdf
应用案例
飞机机翼气动性能分析、汽车外流场与热管理仿真、风力发电机叶片优化设计、生物医学流体动力学模拟等。
2024/1/30
5
学习目标与课程安排
2024/1/30
• 学习目标：通过本课程的学习，学员应能够熟练掌 握Star-CCM+软件的基本操作、前处理技巧、求解 设置及后处理方法，具备独立进行流体动力学仿真 的能力。 6
05
结果后处理
对计算结果进行可视化处理， 提取关键信息，如温度分布云 图、热流量曲线等。
06
2024/1/30
27
案例三：结构力学分析
问题描述
对某一结构进行力学分析，包括应力、 应变、位移等。
建立几何模型
根据实际问题，建立结构的几何模型。
材料属性设置
为几何模型赋予相应的材料属性，如 弹性模量、泊松比等。
2024/1/30
流体-结构相互作用（FSI）
介绍FSI基本原理，演示如何在StarCCM+中设置FSI分析， 包括网格划分、边界条件设置、求解器参数设置等。
共轭传热分析（CHT）
阐述CHT基本概念，讲解如何在StarCCM+中进行共轭传热 分析，包括热边界条件设置、辐射模型选择、求解器参数 设置等。
2024/1/30
11
网格质量检查与优化
2024/1/30
网格质量检查
介绍Star-CCM+中的网格质量检查工具，包括网格正交性、扭 曲度、长宽比等指标，并提供相应的优化建议。
网格优化技术
针对网格质量不佳的情况，提供一些实用的网格优化技术，如光 顺处理、局部加密、重新划分等。
网格无关性验证
强调网格无关性验证的重要性，并提供相应的验证方法和步骤。
STARCCM基础培训教程
友好的用户界面
STARCCM提供了直观、易用的用 户界面，方便用户进行快速上手 和高效操作。
安装步骤及注意事项
安装前准备
确保计算机满足最低系统要求，并准备好安装程序和相关许可证文件 。
安装过程
运行安装程序，按照提示进行安装操作，包括选择安装目录、接受许 可协议、选择安装组件等。
许可证配置
在安装完成后，需要进行许可证配置，将许可证文件与软件进行关联 ，以确保软件正常使用。
经验总结与技巧分享
建模经验总结
分享在建模过程中的经验和教训，如几何处理技巧、物理模型选择 建议等。
求解技巧分享
介绍在求解过程中的一些实用技巧，如加速收敛的方法、提高计算 效率的策略等。
案例拓展与讨论
探讨案例的拓展可能性，鼓励学员提出自己的想法和建议，促进交流 与学习。
感谢您的观看
THANKS
注意事项
在优化网格时需要注意保持计算域的 整体性和连续性，避免引入额外的误 差。同时，要关注优化后的网格质量 是否满足计算要求。
04
物理模型设置与求解
物理模型选择及参数设置
选择合适的物理模型
根据实际问题选择合适的物理模型， 如流体动力学模型、传热模型、化学 反应模型等。
设置模型参数
定义几何体
在STARCCM中建立问题的几何模型 ，包括定义几何体的形状、大小、位 置等。
全面的CFD解决方案
STARCCM提供了完整的CFD工作 流程，包括几何建模、网格生成 、物理设置、求解计算和结果后 处理。
强大的物理模型库
STARCCM内置了丰富的物理模型 ，如湍流模型、多相流模型、热 传导模型等，能够准确模拟各种 复杂流动现象。
高效并行计算
该软件支持大规模并行计算，能 够充分利用计算机资源，提高计 算效率。
STARCCM提供了直观、易用的用 户界面，方便用户进行快速上手 和高效操作。
安装步骤及注意事项
安装前准备
确保计算机满足最低系统要求，并准备好安装程序和相关许可证文件 。
安装过程
运行安装程序，按照提示进行安装操作，包括选择安装目录、接受许 可协议、选择安装组件等。
许可证配置
在安装完成后，需要进行许可证配置，将许可证文件与软件进行关联 ，以确保软件正常使用。
经验总结与技巧分享
建模经验总结
分享在建模过程中的经验和教训，如几何处理技巧、物理模型选择 建议等。
求解技巧分享
介绍在求解过程中的一些实用技巧，如加速收敛的方法、提高计算 效率的策略等。
案例拓展与讨论
探讨案例的拓展可能性，鼓励学员提出自己的想法和建议，促进交流 与学习。
感谢您的观看
THANKS
注意事项
在优化网格时需要注意保持计算域的 整体性和连续性，避免引入额外的误 差。同时，要关注优化后的网格质量 是否满足计算要求。
04
物理模型设置与求解
物理模型选择及参数设置
选择合适的物理模型
根据实际问题选择合适的物理模型， 如流体动力学模型、传热模型、化学 反应模型等。
设置模型参数
定义几何体
在STARCCM中建立问题的几何模型 ，包括定义几何体的形状、大小、位 置等。
全面的CFD解决方案
STARCCM提供了完整的CFD工作 流程，包括几何建模、网格生成 、物理设置、求解计算和结果后 处理。
强大的物理模型库
STARCCM内置了丰富的物理模型 ，如湍流模型、多相流模型、热 传导模型等，能够准确模拟各种 复杂流动现象。
高效并行计算
该软件支持大规模并行计算，能 够充分利用计算机资源，提高计 算效率。
STAR-CCM+_ 3D-CAD_培训教程 PPT
完成其他直线的草绘，如图所示
为了使旋风分离器的中心轴与草图平面的Y轴重合，可 按如下操作进行：
左击轴线上的任意一点，拖动鼠标，将这一点拖动 至坐标轴原点
为了在后述操作中运用旋转工具创建实体，需先创建一 条构造线作为旋转轴线。运用Line工具沿着Y轴创建一 条直线，完成后按<Esc>退出。
右击构造线，选择Set As Construction。
添加了平行约束。
运用同样的方法，对第一条垂直线添加垂直约束，对第 一条垂直线和第二条垂直一添加平行约束。
选择任意一点线，右击选择Apply Length Dimension。
右击第一条水平线，出现Dimension对话框，输入 0.075m。
重复以上操作，给其他直线添加尺寸，如下图。
完成后，视图将如下所示。
大家学习辛苦了，还是要坚持 继续保持安静
在3D-CAD中会出现一个目标树，包括Bodies,Features和Design Parameters。同时将自动创建 一个3D-CAD View视图用以显示 模型特征。最初，在这个视图上将显示三个初始草图平面，这三 个草图平面是添加模型特征的基础。
重命名：选择3D-CAD Models，按F2或者右击选择Rename，将 其改为Cyclone
在Extrude面板中，确认Body Interaction默认为 Merge。这样出口管生成后，将会与容腔合并为一体。
完成上述操作后，视图如下图所示。
右击Features > YZ，选择Create Sketch
此时，将显示出草绘平面，点击 行于屏幕。
，使草绘平面平
点击 ，视图变为透明。
利用鼠标操作，将视图调整为下图所示。
创建连续线时，软件把上一条直线的结束点默认为下一 条线上起始点。重复以上操作，按如下几图，创建连续 线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
STAR-CCM+ 3D-CAD培训
本教程中将介绍以3D-CAD的几个基本概念，如下： 创建新的3D-CAD模型 创建草图并施加约束和尺寸 旋转和拉伸草图 指定面 在解析中使用3D-CAD模型 修改几何模型并重新运算
目录
创建几何模型 创建Geometry parts 分配新Region 生成网格 设置模型 生成Scalar scene 运行计算 后处理—生成流线Streamlines scene 修改几何模型、重新运行计算 总结
草绘旋风分离器轮廓
模型的第一个特征是一个草图，它可以定义出分离器的 容腔轮廓，然后通过旋转生成一个实体。 选择YZ平面作为草绘平面 右击Featrue-YZ，选择Create Sketch
草绘旋风分离器轮廓
单击 ，将草绘平面调整成与屏幕平行。
草绘旋风分离器轮廓
指定草绘平面上的网格间距，使其适合于几何模型的尺 寸。 单击 ，出现grid spacing对话框，将grid spacing改为0.025mm，单击OK。
创建出口管
此时，将显示出草绘平面，点击 行于屏幕。
，使草绘平面平
点击 ，视图变为透明。
在Create sketch entities面板中点击 ，选择坐标原 点作为圆心点，点击第二点以确定圆的半径，此处，近 似地定为0.06m，然后通过Circle properties框将圆的 半径精确地改为0.07m。
Direction 旋转方向 Body Interaction 相交操作 Axis 旋转轴 Angle 旋转角度
旋转轮廓
完成上述操作后，视图如下图所示。
旋转轮廓
完成上述操作后，特征树中将出现Body 1和Revolve 1 ，将Body 1改为Fluid。
创建出口管
利用鼠标操作，将视图旋转到合适的角度，右击模型顶 部的下沉面，选择Create Sketch。
Snap to Grid默认被选，鼠标点会自动跳到最近的网格 线交叉点。
创建直线
将鼠标移动到（0.0,0.3），单击鼠标左键，生成第一个 点。
创建直线
近似地创建第一条直线，然后利用尺寸和约束得到精确 结果。 按<Esc> 键退出草绘工具。 先按<Esc> 退出，然后选择新的草绘实体工具。
创建直线
创建完第一个点后，将鼠标水平移动到第一点的左边， 选择一个点，创建一条水平线。
创建直线
创建连续线时，软件把上一条直线的结束点默认为下一 条线上起始点。重复以上操作，按如下几图，创建连续 线。
添加约束和尺寸
在第一条水平线上右击，选择Apply Horizontal Constraint，完成后将在第一条水平线上出现 ，表 示此条线已经添加了水平约束。
创建构造线
完成上述操作后，构造线将由实线变成虚线，当退出草 绘模式后，构造线将变成不可见。 将构造线与旋风分离器的中心线之间添加相合约束。
旋转轮廓
重命名草图轮廓为Sketch Profile。 右击Features > Sketch Profile，选择Create Revolve 。
旋转轮廓
为了使旋风分离器的中心轴与草图平面的Y轴重合，可 按如下操作进行：
左击轴线上的任意一点，拖动鼠标，将这一点拖动 至坐标轴原点
创建构造线
为了在后述操作中运用旋转工具创建实体，需先创建一 条构造线作为旋转轴线。运用Line工具沿着Y轴创建一 条直线，完成后按<Esc>退出。
创建构造线
右击构造线，选择Set As Construction。
添加约束和尺寸
选择第一条水平线，然后按住Ctrl键，选择第二条水平 线，右击，选择Apply Parallel Constraint，完成后，同 样会出现 ，表示第一条水平线和第二条水平线之间 添加了平行约束。
添加约束和尺寸
运用同样的方法，对第一条垂直线添加垂直约束，对第 一条垂直线和第二条垂直一添加平行约束。
创建出口管
点击OK，退出草绘，点击 ，视图变为非透明。 完成上述操作后，特征树中将出现Sketch 1，右击，选 择Create Extrude。
添加约束和尺寸
选择任意一点线，右击选择Apply Length Dimension。
添加约束和尺寸
右击第一条水平线，出现Dimension对话框，输入 0.075m。
重复以上操作，给其他直线添加尺寸，如下图。
添加约束和尺寸
完成后，视图将如下所示。
添加约束和尺寸
完成其他直线的草Βιβλιοθήκη ，如图所示添加约束和尺寸新建simulation
启动STAR-CCM+，并新建一个simulation 选择File>Save As，以cyclone.sim保存 右击Geometry>3D-CAD Models，选择New
新建simulation
在3D-CAD中会出现一个目标树，包括Bodies,Features和Design Parameters。同时将自动创建 一个3D-CAD View视图用以显示模 型特征。最初，在这个视图上将显示三个初始草图平面，这三个草 图平面是添加模型特征的基础。 重命名：选择3D-CAD Models，按F2或者右击选择Rename，将 其改为Cyclone
STAR-CCM+ 3D-CAD培训
CDAJ-China 技术部
STAR-CCM+ 3D-CAD培训
目标：
利用STAR-CCM+中的实体建模器3D-CAD创建几 何模型；
运行计算； 利用参数化设计功能修改几何模型并重新运行计算
STAR-CCM+ 3D-CAD培训
利用3D-CAD创建一个简化的旋风分离器几 何模型，目的在于分析旋风分离器容腔中不同 出口高度对于流场的影响。
鼠标操作
调整草绘平面的位置、方向、缩放 左击+拖动：旋转视图 Ctrl+左击+拖动：绕单轴转动 右击+拖动：移动视图 中击+拖动 或者 单独滚动滚轮：放大/缩小
鼠标操作
利用上述操作将网格拖往屏幕下方，将网格上方的空白 显示出来，如图
创建直线
点击 ，在网格上移动鼠标，鼠标末端有一个蓝色的 小方框，表示网格点的位置。这个点的坐标值显示在 Creat sketch entities面板中的Line properties框中， 坐标值会随着鼠标的移动而发生变化。