Simcenter STAR-CCM+ V2021.3版本新增及增强功能介绍

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Simcenter STAR-CCM+ V2021.3版本相较于以往版本,在一些功能和仿真流程上实现了重大的突破,重点新增及增强功能包括:

  • 使用应力张量(lighthill)模拟空调气动声学
  • 电池仿真流程优化
  • 使用加厚火焰模型(TFM)改进了小火焰生成流形(FGM)的反应区域传感器
  • DMP的S-Gamma粒数平衡模型
  • 无网格DEM
  • 柔性纤维
  • 并行核心增强层网格生成器
  • 各向异性近壁面网格化

 

下面针对以上新增及增强功能做详细讲解:

1. 使用应力张量(lighthill)模拟空调气动声学

与现有的混合气动声学模型相比,Lighthill波浪模型带来了显著的性能改进。

  1. 针对HVAC(制热、通风、空调)系统采用新的混合气动声学建模方法,可以提高易用性,减少出错几率;
  2. 与现有混合方法即噪声波模型相比,可以简化设置过程,无需定义噪声源区域;
  3. 与使用噪声波模型的现有混合方法的最佳实践相比,能够使用更粗的网格和减少内部迭代,又能保持准确预测,从而减少周转时间。

 

2. 电池仿真流程优化

与以往电池仿真流程相比,2021.3对电池包热管理仿真做了突破性的改变。

  1. 对等效电路的设置拟合不在依赖BDS(Simcenter Battery Design Studio)软件,可直接在STARCCM+的Battery模块中进行设置。
  2. 采用最新的RCR0D等效电路模型,对电池化学反应放热模拟的更精确。
  3. 与原来的工作流程相比,计算速度更快。
  4. 显著降低内存消耗,可扩展性良好,支持运行数千个电池单元。

 

 

3. 使用加厚火焰模型(TFM)改进了小火焰生成流形(FGM)的反应区域传感器

  1. 使用用于反应区传感器的新过程变量反应率(PVRR)定义,提高了FGM-TFM模拟的准确性。
  2. 通过改进表插值加快小火焰模拟的周转时间。

 

 

4. DMP的S-Gamma粒数平衡模型

  1. 准确预测离散相的液滴/气泡尺寸分布,包括分裂和聚结等物理现象。
  2. 与MMP和EMP方法相比,降低了计算成本。
  3. 有益于车辆水管理和飞机结冰等应用。

5. 无网格 DEM

1)使用新的模拟工作流提高了易用性,其中DEM与流体流的相互作用可以忽略不计。不再需要:

  1. 体积网格化;
  2. 几何准备,包括强制水密条件;
  3. 连续相流体模型和求解器;
  4. 复杂运动的重叠网格。

 

2)加速DEM计算:对于具有移动边界的所有应用,平均速度提高5倍。

3)由于DEM模拟的稳定性和稳健性提高,减少了求解时间。

 

6. 柔性纤维

通过引入新的柔性纤维模型,提高了具有柔性细长颗粒的所有应用的速度和易用性,包括:圆柱体纤维段、纤维弯曲和轴向刚度的最佳求解、比使用颗粒簇更快。

 

7.并行核心增强层网格生成器

使用增强层网格生成器更快生成多面体网格

  1. 核心网格生成并行化。
  2. 不同核心数的一致网格。
  3. 对于32个核心,速度最多可提高3.6倍。

8. 各向异性近壁面网格化

  1. 通过快速高效的各向异性网格划分提高模拟吞吐量。
  2. 各向异性网格划分通过直观的自定义曲线控制启用。
  3. 适用于具有多面体或四面体网格单元的增强层网格生成器。
  4. 应用:固定翼和旋翼飞机、螺旋桨叶片、风力涡轮机。

 

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