Simcenter STAR-CCM- 2021.2 New Features ZH

 

 

的新增功能和强化功Where engineering meets 

         

此发布版本主要的新功能和增强功能是:

•       零部件中的壳体[1]

•       使用薄体网格生成器对批量零部件进行并行网格化

[1]

•       液膜的自适应网格重定义

•       固体力学的自适应时间步进

•       使用通用网格重构求解器的循环运动

 

•       局部体网格化[1]

•       高超音速的“红斑”效应缓解

•       单相转换沸腾

•       使用 In-Cylinder 加载项的完整发动机 CHT

 

1 最初发布在 IdeaStorm 上 - 现已移至 Simcenter STAR-CCM+ Community Ideas 此版本的客户建议中共有 22 项新功能和增强功能。

Simcenter STAR-CCM+ 2021.2 的增强功能按以下类别分述:

平 台 CAD 集成几何

网 格 CAE 集成物理

设计探索数据分析

应用程序特定工具学生版本

用户指南

 

平台        

部署

•       新认证的操作系统 (OS)

◦       CentOS 7.9, 8.2, RHEL 7.8, 8.2, OpenSUSE/SLES 15.2

◦       Windows 10 May 2020 (20H1), Windows 10 Oct 2020 (20H2)

•       停用的操作系统 (OS)

◦       RHEL 7.4

•       计划对 2021.3 进行操作系统 (OS) 更改

◦       停用:CentOS 7.4, CentOS 8.x

•       新认证的消息传递接口 (MPI) 版本

◦       Intel MPI 2019.7

•       停用的消息传递接口 (MPI) 版本

◦       Intel MPI 2019.5

•       计划对 2021.3 进行消息传递接口 (MPI) 更改

◦       从 2021.3 开始,Platform MPI 将不再随 Simcenter STAR-CCM+ 一起分发

运行时间

•       使用作业管理器灵活管理文件

◦       作业管理器现在可用于为已上传到群集的文件提交作业

▪       以前,作业管理器在受管模式下工作

▪       作业提交在本地 Java 客户端中发起

▪       文件自动上传/下载

▪       随后会自动删除文件与构件

◦       现在可以选择使用已上传的文件

▪       与文件上传和群集文件夹管理的用户首选项一致

▪       执行远程作业提交

▪       随时下载文件,或完全不下载文件

▪       删除群集上的文件是一项显式用户任务

 

▪       可以通过特征面板控制平面的位置

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•       移除狭缝 - 修复 CAD

◦       快速移除导入几何中的小裂纹并转换为实体

▪       片体中的狭缝可以是开放或封闭的开口

▪       狭缝宽度和长宽比参数控制封闭时考虑的间隙

•       更轻松地检测泄漏

◦       此选项用于从可能体积的列表中过滤相关体积

◦       支持选择由多条边环组成的入口表面或出口表面

•       其他新功能

◦       从一个坐标系平移到另一个坐标系

◦       填充表面特征可以采用导向面来创建更有机的形状

◦       全局选项特征缓存频率,用于控制单个特征数据缓存的频率

◦       从任何局部坐标系创建参考点

◦       从特征中区分设计参数,或在树中用新图标区分用户自定义内容

◦       坐标设计参数支持来自属性表的表达式

零部件

img19    • 零部件中的壳体 D5081

◦       轻松模拟片体几何中的共轭传热

▪       将片体导入新零部件类型“壳体”,抽取体积或包裹体,划分网格,并推送到壳区域进行共轭传热模拟

▪       通过将 3D 零部件表面转换为壳体,或者从任何表面创建附加的壳体来创建壳体

▪       表面修复中的清理

▪       通过新的自动网格操作对壳体进行网格划分,支持三角形和四边形网格

 

◦       允许对所有停止准则进行表达式输入,提高了模板化与设计探索研究的灵活性

▪       img32为需要整数输入(如固定步数和最大/最小迭代)的停止准则启用表达式

◦       减少对脚本编写的需要,更轻松地通过全局参数来使用模拟操作

•

•       显式映射接触界面的运行平均值选项

◦       降低了大型工业案例多时间尺度共轭传热模拟的内存需求

◦       带运行平均值的显式映射接触界面所需的内存比现有的

滑动窗平均值选项更少

▪       无需存储上一次迭代,从而减小了 sim 文件大小。

•       多部件固体与基于零部件的壳体兼容

•       壁面边界上的滑移温度作为场函数显示

能量

•       壳体与高级光线跟踪的兼容性

◦       借助高级光线跟踪求解器,可以加速带壳体的大型案例观测到的辐射计算

◦       观测到的加速范围,根据应用情况最高可达 3 倍,以及视角因子计算和初始化中的增益

•       对于视角因子计算器和 Photon Monte Carlo,高级光线跟踪始终打开

◦       由于与壳体不兼容性的提高,高级光线跟踪现在始终处于活动状态,并且停用选项已从这些求解器设置中移除

•       打补丁失败时显示更明确的错误消息

◦       新的错误消息可帮助用户确定网格要改进的地方

反应流

•       反应流模型的碳烟截面法

◦       通过碳烟截面模型解析碳烟排放的大小分布:

▪       通过截面数可控制碳烟截面分布的分辨率

◦       新报告可用

▪       碳烟 PSDF - 报告颗粒尺寸分布函数

▪       碳烟直径 - 报告每个截面代表直径

◦       可以在 Simcenter STAR-CCM+ 中可视化颗粒尺寸分布

▪       用于提取随后可绘制的数据的新表选项

◦       在所有反应流模型(小火焰和复杂化学)之间兼容

 

▪       仅模拟 Simcenter STAR-CCM+ 中的近场,并求解 2D 波代码中的远场

-       通用方法允许与任意工具耦合

▪       可以经济地模拟真实海洋状态

▪       允许对远场使用实验数据

◦       耦合通过用户自定义的 VOF 波类型完成

▪       通过 CGNS 读取的波数据

▪       用户自定义波应用于力区域,也用于定义初始场和边界条件

•       改进了自适应网格重定义 (AMR) 后自由表面的映射/重构

◦       提高了初始化粗糙网格后 AMR 的精度

▪       如果初始网格粗糙,则初始自由表面在重定义时可能会变得模糊,后续 AMR 重定义无法解决此问题

▪       新的映射算法现在可以重构尖锐的自由表面

◦       还有利于尖锐自由表面因 AMR 或时间步设置中的比例缩放或限制快速降低而暂时丢失的情况

•       VOF Blob 检测:添加球度

◦       避免在 VOF-拉格朗日解析的转换模型中的破碎过程中转换带状液体

▪       较大 VOF 体的初始破碎导致带状液体,不太适合拉格朗日建模

▪       现在可以添加球度准则以防止此类带状液体转换为拉格朗日液滴

◦       提供两种准则:

▪       Blob 球度,典型度量

▪       Blob 惯性张量特征值比,用于区分非球体 Blob 的更佳度量

•       带 PISO 的 VOF-拉格朗日解析的转换的兼容性

◦       缩短了适合案例的求解时间

▪       PISO 可以加速某些模拟,其中时间步可缩小大约 2-3 倍

•       单相的转换沸腾模型

◦       降低了产生小蒸汽的沸腾应用情况的计算开销

▪       转换沸腾模型以前仅适用于 VOF,现在可用于单相

◦       简化了适用于蒸汽体积分数最小的应用情况的方法

▪       单相方法不会创建任何蒸汽

▪       热传递已修改以考虑沸腾

•       更好地控制特定多相选项的定义

◦       以下标量具有更新的输入选项,包括表和用户程序:

▪       转换沸腾:HTCxArea

▪       Rohsenow 沸腾:HTCxArea

▪       Schnerr-Sauer 空化:正比例因子 / 负比例因子

▪       交界面动量耗散:交界面人工粘度

混合多相 (MMP)

•       混合多相的 S-Gamma 粒数平衡模型

 

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◦       改进了 MMP 的物理现实性

▪       实际流具有一系列离散相液滴或气泡尺寸

▪       S-Gamma 粒数衡算建模提供预测性工具,包括破碎和聚结模型

◦       因为能够将 MMP 而非欧拉多相流 (EMP) 用于多面体离散流,所以降低了计算成本

◦       通过预测的尺寸分布,避免了可能导致求解器稳定性问题的约值和非物理值,从而提高了稳健性

•       混合多相的面密度重构选项

◦       提高了混合的精度

▪       之前的可压缩性增强选项已重命名为面密度重构

-       旧名称不准确,因为可压缩案例仅代表一个用例

-       重命名也适用于 VOF

▪       MMP 默认设置更改为二阶

-       VOF 不适用,它仍保留默认设置为一阶

•       混合流态和大尺度交界面的 MMP-MMP 相间相互作用

◦       提高了易用性和与欧拉多相流 (EMP) 的一致性

▪       通过以下选项增加了流态属性:

-       无限制:允许所有多相流态和流拓扑,并添加流态加权函数节点来设置流态的转换点和混合

-       离散主相:仅限于具有离散主相的经典连续-离散拓扑

-       离散次相:仅限于具有次主相的经典连续-离散拓扑

▪       从区域移除了曳力系数设置

-       曳力建模现在是流态的函数

两相热力学平衡模型

•       带两相热力学平衡模型的隐式混合平面的兼容性

◦       可用于蒸汽轮机等涡轮机应用的模拟,可在热力学平衡中考虑相

▪       相体积分数是局部热力学条件的函数,不会在此模式下与其他变量跨混合平面传递

•       更好地控制特定多相选项的定义

◦       以下标量具有更新的输入选项,包括表和用户程序:

▪       漂移通量:分布参数

▪       漂移通量:漂移速度

▪       代数滑移:速度比率

 

液膜

•       液膜与自适应网格重定义 (AMR) 的兼容性

◦       使用混合多相缩短了工业多相模拟的周转时间

▪       在液膜存在时释放 AMR 优势

▪       特别有利于包含 VOF 的混合多相模拟

-       允许对自由表面使用基于模型的细化

-       混合多相策略中需要 VOF 和液膜

◦       求解以前不可行的应用情况

▪       混合多相和 AMR 的组合使许多以前因计算成本太高而无法求解的应用情况成为可能

◦       注意:液膜本身不受细化保护

▪       近壁网格单元未细化

▪       img37允许远离壁面进行细化

•       改进了使用显式映射接触界面接近零液膜厚度的情况的热传递

◦       为液膜厚度趋于零的无液膜的模拟提供一致结果

▪       消除错误结果

•       更新的分布

◦       以下标量已更新包括表和用户程序的输入的选项

▪       膜沸腾:HTCxArea

欧拉多相流 (EMP)

•       颗粒流的自适应时间步提供程序

◦       因最大粒子打包条件自适应时间步提供程序而降低了计算开销

▪       流化和打包流态的时间尺度差异很大

▪       颗粒流的自适应时间步模型允许仅根据需要减少时间步

◦       由于基于物理自动减小时间步长,提高了稳健性

▪       避免恒定时间步对于意外事件过大的风险

 

•       img38壁面沸腾与自适应多尺寸组 (AMUSIG) 尺寸分布模型的兼容性 D4304

◦       由于已考虑大范围通过 AMUSIG 模型生成的离散气泡尺寸,提高了沸腾应用情况的物理真实感和准确性

◦       添加了壁面沸腾以补充具有 AMUSIG 的总体沸腾的现有兼容性

•       壁面沸腾:通过场函数指定气泡升程

◦       提高了带壁面沸腾的粒数衡算模型(AMUSIG 和 S-Gamma) 的准确性

▪       通过允许指定与气泡脱离直径无关的气泡升程直径实现

▪       有利于升程直径可以比脱离直径大一个数量级的高压的情况

•       乳液流变的湍流

◦       由于乳液流变现在支持混合湍流,因此提高了雷诺数较高的乳液的准确性

▪       以前仅支持层流流态

▪       不支持相湍流

▪       不支持模型:椭圆混合 K-Epsilon(推荐的)、滞后椭圆混合 K-Epsilon(所有 y+ 和低 y+)、椭圆混合RSM、线性压力应变 RSM(两层)、低雷诺数 K-Epsilion (Lien)

•       乳液流变的粒数衡算建模

◦       S-Gamma 和 AMUSIG 的新建模选项提高了乳液建模的准确性

▪       添加的层流破碎模型更适合乳液中的液滴破碎

▪       设置临界毛细管数以控制破碎

▪       设置剪切稀化指数以允许适用更大范围的流变流体

•       改进了 EMP-LSI(大尺度交界面)中的自适应界面锐化 (ADIS) 的混合方案

◦       混合流态新方案提高了 EMP-LSI 模拟的稳定性

拉格朗日多相流 (LMP)

•       边界飞溅模式的改进

◦       通过允许用户控制以下内容,提高了飞溅液滴求解的准确性:

▪       飞溅液滴的尺寸分布

▪       正切速度校正

◦       img39与车辆水管理模拟相关

•       喷射器中的输入和拉格朗日相的基于查询的选择

◦       支持使用拉格朗日多相创建有效的模块化模拟模板

 

离散元方法 (DEM)

img40img41    • 颗粒消耗估计 D3982

◦       改进散装材料处理和处理设备的设计,同时控制颗粒消耗

▪       最大限度地降低镀膜机和搅拌器中的产品消耗和磨损

▪       最大限度地减少流化床反应器中催化剂颗粒的损害

▪       最大程度地提高破碎机和粉碎机中的损坏

◦       被动标量转移模型中用于累积颗粒碰撞数据的新选项

•       改进了将形状零部件用作随机或栅格喷射器输入的工作流程

◦       由于移除了将零部件链接到区域的要求,节省了设置时间

 

计算流变学

•       解耦瞬态求解器的高 Weissenberg 数支持

◦       使用解耦瞬态求解器时,提高了高粘弹性流体的稳健性

▪       通过动量方程中的显性应力选项获得

▪       有助于高 Weissenberg 数的情况

 

计算固体力学

•       自适应时间步

◦       提高了动态非线性模型的效率

◦       允许控制时间步长,以在整个模拟中得到最佳时间分辨率,根据需要可大可小

◦       使用时间步提供程序和自适应时间步求解器配置模型

◦       时间步提供程序监视场并评估准则以调整时间步长

◦       该模型对于涉及冲击事件或因不稳定而失控的结构的应用情况特别有用

img42    • 与无限刚性圆柱体无摩擦接触 D3602

◦       刚性无限圆柱体已添加到受支持的接触障碍库

◦       接触无摩擦,并通过罚方法强制约束

◦       横截面可能是圆或椭圆、实心或空心,在固定或移动坐标系中定义

 

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◦       以更经济高效的方式执行优化研究和设计扫掠

▪       现在,无论研究内的并发作业数量如何,每个设计管理器研究仅消耗一个 In-cylinder  求解加载项许可证

•       喷嘴喷射速度场函数现在更明确且更通用

◦       之前预计算的单个集中总项现已扩展到多个参数输入,可以更清晰地理解、更灵活地编辑

•       现在移动时速度条件应用于阀杆

•       现在 In-cylinder 求解工作流程中的 ECFM 燃烧模型中可选择燃料饱和分布选项

 

电子元件冷却

•       布局视图现在与电子元件冷却工具包兼容

◦       更轻松地自定义模拟空间视图并深入了解产品性能

◦       支持

▪       将场景拖放到布局视图中

▪       从布局视图中的场景列表中选择

•       抽取体积现在根据零部件是否为流体固体来更改零部件颜色,以提高识别度

 

电池

•       在树中选中的电池零部件在场景中高亮显示

◦       通过树中选定的电池节点,轻松识别场景中的电池单元和模块零部件

▪       例如电池单元、电池模块和电池模块单元

▪       更轻松地解释单元在几何中的布局

▪       快速标识模型中的给定单元

下图中,因为在电池树中选中了电池“对象”,所以单元零部件高亮显示:

 

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学生版本        

重要说明:Simcenter STAR-CCM+ 新的免费学生版将于 2021 年夏季推出,可从 Siemens Digital Industries Software 网站下载。

 

用户指南        

•       新教程

◦       可压缩流

▪       燃气轮机空气动力学:后处理

◦       热传递和辐射

▪       基于零部件的壳体:排气管

◦       多相流

▪       混合多相:喷泉

◦       运动

▪       常规网格重构:具有小间隙的摆线泵

◦       固体应力

▪       使用自适应时间步的超弹性应力分析:三叶心脏瓣膜

▪       具有打开和关闭流道的 FSI:隔膜阀(刚性平面接触:隔膜阀的替换)

◦       电磁

▪       电路:全波整流器

•       修改后的教程

◦       伴随形状优化:双元件机翼的网格灵敏度 - 已更新,以使用模拟操作序列自动执行这些步骤

◦       复杂化学:甲烷-空气射流火焰 - 现在使用自动加速度

◦       固体氧化物燃料电池 - 修订为使用相多孔介质

◦       使用设计管理器的零部件替换 - 围绕替换零部件实施局部体网格化

◦       材料校准:曲线拟合非牛顿模型参数 - 添加用于由化学流变学模型固化的新截面

◦       其他几个教程已更新,以符合各自领域的最新用户界面和默认设置。

 

 

 

 

Simcenter STAR-CCM+的新增功能和强化功能
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