STAR-CCM+成功应用案例优质PPT.pptx
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STAR-CCM+成功应用案例优质PPT.pptx
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波音,洛克菲德马丁,空客,庞马迪,美国海军,AAI无人机,普惠,NASA,英国奎奈帝克,,部分客户列表,-7-,F!
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雷诺,Honda,配件:
denso,bosch等,部分客户列表,-8-,部分客户列表,-9-,-有的用到ccm+强大的前后处理技术,有的用到高级的物理模型.另外,继刚才所说,用来新的IT技术,所以CAE集成平台发展方面具有先天的优势:
-CFD-CAE,成功应用案例,-10-,STAR-CCM+在各行业的成功应用航空,汽车,铁路,船舶,能源动力,建筑环境,家电电子STAR-CCM+在CAE集成平台方面的成功应用CFD集成化/自动化/流程化/优化CAE集成化多物理场,今天的CFD已经成为航空飞行器研制中的一种主要的气动分析和设计工具。
CFD以其快速、经济、高效、适用面广、约束少、数据详尽等特有的优势改变了传统的气动设计方法,成为航空飞行器研制中无可替代的有力工具。
CFD技术的使用,大大减轻了风洞的负担,使风洞试验用于解决更为重要方面的问题及进行必要的验证,大大缩短了设计周期,节约了经济成本,确保了飞行器的高性能设计指标,对飞行器气动力设计方式带来了深刻的变化,产生了巨大的社会经济效益。
目前,CFD技术与风洞试验相辅相成,已成为现代飞行器气动力设计的两大重要技术手段,CFD技术在飞行器设计中的应用水平已经成为评价飞行器设计先进水平的主要标志。
在现今的美国航空领域,CFD约占气动设计工作量的70%,而风洞试验的工作量只占30%。
无论从节省研制费用、缩短设计时间出发,还是从提高设计水平出发,在本世纪,由于计算机和CFD技术的进一步发展,CFD将给气动设计带来更大的革命。
航空行业,-11-,航空行业CFD技术发展的摇篮;
CFD成为航空飞行器研制的一种主要的气动分析和设计工具;
CFD技术和风洞试验相辅相成,成为现代设计的两大手段;
CFD减少风洞实验,美国CFD气动设计70%,风洞30%STAR-CCM+在航空工业取得广泛的应用复杂几何跨音速高超音速,验证案例1,CASE1:
RAE2822翼型跨音速绕流的数值模拟二维,24,576结构化C-grid网格马赫数M=0.729,攻角AOA=2.31,雷诺数Re=6.5e6S-A湍流模型,隐式Coupled耦合求解器,C-grid网格,Mach数云图,STAR-CCM+计算的翼型上下表面压力系数与实验值对比,-12-,验证案例2,CASE2:
ONERAM6翼型跨音速绕流的数值模拟三维,两套网格方案:
NASA六面体结构化网格、Polyhedral多面体网格马赫数M=0.839,两个攻角计算案例:
AOA=3.03、AOA=6.06k-Epsilon湍流模型,隐式Coupled耦合求解器,Polyhedral多面体网格,攻角AOA=3.03截面C(65%位置)上下表面压力系数与实验值对比,-13-,应用案例,CASE3:
高升力多段翼型亚音速绕流的数值模拟二维,六面体核心的Trimmed网格马赫数M=0.2,三个攻角计算案例:
AOA=8.01、AOA=16.21、AOA=21.29隐式Coupled耦合求解器,六面体核心的Trimmed网格,-14-,应用案例,CASE3:
高升力多段翼型亚音速绕流的数值模拟在三个攻角中,三段翼型上下表面的压力系数和实验值吻合地很好。
三段翼型上下表面压力系数与实验值对比,沿X方向的绕流速度云图,-15-,重要提示:
STAR-CCM+中Wingmesher模块自动生成翼形网格,-16-,应用案例,CASE4:
AIAADPW3整机绕流的数值模拟三维,六两个案隐式Cou,DLR-F6+FX2B整流罩,F6,面体核心的Trimmed网格例:
DLR-F6、DLR-F6+FX2B整流罩pled耦合求解器DLR-,计算出的极曲线与实验值对比六面体核心的Trimmed网格,-17-,接下来关于汽车行业的应用经验,快速性,准确性的案例.,汽车行业,早期简单的外形分析做定性的分析,中期计算能力提高数值算法得到发展真实的3D几何瓶颈:
快速生成复杂几何的网格,当前复杂精细的3D几何;
而且快速计算资源:
大规模计算,高效物理模型:
瞬态模拟,DES/LES;
精确CAE整合:
纳入设计流程中,-18-,空气动力学模拟经验:
模型建议,-19-,方案一:
1000万Trim网格;
定常计算;
k-omegaSST获得形状变更对Cd值变化的影响方案二:
3000万Trim网格;
k-omegaSST获得形状变更对Cd值详细变化的影响方案三:
非定常计算;
DES/k-omegaSST获得形状变更时Cd值、Cl值的变化,空气动力学模拟经验:
网格密度,HighReynoldsMesh,HighReynoldsSolutionNearWallSize:
11.5mmYplus=1530NumberPrismLayers:
2-3,LowReynoldsSolutionNearWallSize:
0.030.05mmYplus=15NumberPrismLayers:
11-20LowReynoldsMesh,-20-,空气动力学模拟经验:
网格尺寸,注:
低雷诺数区域:
外表面区域高雷诺数区域:
发动机舱内区域,-21-,空气动力学模拟经验:
网格尺寸,HighReynoldsMesh:
内部网格,LowReynoldsMesh:
外部网格,-22-,计算精度:
验证案例,阻力系数计算结果和实验的差别0.005甚至更小达到当前精确要求:
0.01,-23-,RenaultF1空气动力学,-24-,盲测结果:
STAR-CCM+优于对手软件,计算精度:
验证案例,2010主要的F1团队纷纷采用STAR-CCM+,DaimlerAerodynamicsdepartment和许多大型PowerFlow客户也开始使用STAR-CCM+。
SurfaceMesh,AutoRepair,SurfacePreparation,VolumeMeshGeneration,Solver,CAD,Report,ManualRepair,VolumeMesh,VolumeRepair,ManualRepair,Solver,PostResults,4:
00,4:
00,Time:
=22Hours,计算效率:
轿车外流计算,ExportSTLdata0.2,8:
00,32core,600万cell2:
004:
00,-25-,2-3天可完成一个分析!
计算效率:
发动机舱分析,一周之内完成一个分析!
-26-,STAR-CCM+可完全解决部件热分析:
应用案例,STAR-CCM+SolidModel1600万cellsThermalHeatTransferRadiation:
90万PatchesProcessors:
1,Star-CCM+FluidModel3500万cellsHeatExchangersMRFFanProcessors:
32,-27-,换热系数近壁温度,壁面温度,每时间步交换数据,乘员舱舒适性分析,分析过程和外流类似,输入CAD,生成表面网格,生成体网格,-28-,重要提示:
STAR-CCM+热舒适性分析模块(TCM)热舒适性分析向导(ThermalComfortWizard)MRT、PMV、PDD等通用评价指标,-29-,重要提示:
传热-辐射,多波段辐射/镜面反射S2S反射率,支持镜面反射基于边界指定反射率可模拟太阳能收集器,头灯,镜子等,无镜面反射结果,灯罩镜面反射辐射通量模拟,-30-,客户应用案例,-31-,客户应用案例,-32-,客户应用案例-其它应用,HVAC分析,刹车板冷却分析,气动噪音分析,除霜除雾,风扇仿真,-33-,催化器分析,进排气道分析,进排气歧管分析,-34-,客户应用案例-其它应用,客户应用案例-其它(新能源-混合动力/纯电动散热分析),电池冷却模拟,电池系统冷却分析,-35-,铁路行业,模拟难点:
长细比很大外形结构附件较多,较复杂当前模拟要求:
优化车型结构来降低阻力降低噪音,-36-,空气动力学模拟经验:
表面处理,利用STAR-CCM+的高效的CAD处理功能、体网格生成功能以及高效的并行计算功能,下图是STAR-CCM+的高速列车外型包面、体网格效果图,-37-,重要区域的高密度网格,计算精度与网格数量的平衡考虑,采用渐变布局STAR-CCM+参数化,高效实现空间加密,Pantograph,Wake,Frontal,-38-,Air1,Air2,Air3,MaxCell,空气动力学模拟经
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