2024年度STARCCM基础培训课件13

STARCCM基础培训课件1312024/2/2CATALOGUE目录课件背景与目的STARCCM界面与基本操作网格划分技术详解物理模型设置与求解过程剖析后处理功能应用与结果展示技巧案例分析：典型问题解决方案课程总结与展望22024/2/201课件背景与目的32024/2/2123STARCCM是一款功能强大的计算流体力学（CFD）软件，广泛应用于航空航天、汽车、能源、生物医学等领域。该软件具有直观的界面、强大的前后处理功能以及高效的计算能力，能够满足不同用户的仿真需求。通过本次培训，学员将了解STARCCM软件的基本功能、操作流程及常见问题解决方法。STARCCM软件简介42024/2/2培训目标与课程安排培训目标使学员掌握STARCCM软件的基本操作，能够独立进行简单的CFD仿真分析。课程安排包括STARCCM软件界面介绍、几何模型构建、网格划分、物理模型选择、求解器设置、后处理与结果分析等模块。52024/2/2学员应具备基本的计算机操作能力，了解流体力学的基本概念。对于没有接触过CFD软件的学员，建议提前预习相关基础知识，如计算流体力学的基本原理、常用物理模型等。学员应自备笔记本电脑，并安装好STARCCM软件，以便在培训过程中进行实践操作。010203学员基础要求及预备知识62024/2/202STARCCM界面与基本操作72024/2/2界面整体布局包括菜单栏、工具栏、模型树、属性栏、图形窗口等部分。菜单栏提供文件、编辑、视图、插入、工具、窗口、帮助等菜单项，用于执行各种操作。工具栏提供常用命令的快捷按钮，方便用户快速执行操作。模型树显示当前打开的模型文件及其组件结构，方便用户管理和编辑模型。属性栏显示当前选中对象的属性信息，用户可以在此修改对象属性。图形窗口用于显示三维模型、网格、求解结果等图形信息，支持缩放、旋转、平移等操作。软件界面布局及功能区域介绍82024/2/2选择文件类型、设置文件名和保存路径，创建新的模型文件。新建模型文件基本操作流程演示支持多种格式的三维CAD模型导入，包括STEP、IGES、STL等。导入几何模型选择合适的网格类型、设置网格参数，对几何模型进行离散化。创建网格选择合适的求解器、设置求解参数，进行数值计算。求解计算选择相应的物理场，设置边界条件、初始条件、材料属性等。设置物理模型查看计算结果、生成图表、动画等，进行数据分析和可视化展示。后处理分析92024/2/20102选择工具用于选择对象，包括点选、框选、按类型选择等方式。移动工具用于移动对象位置，支持沿坐标轴方向移动或自由移动。旋转工具用于旋转对象方向，支持绕坐标轴旋转或自由旋转。缩放工具用于缩放对象大小，支持等比例缩放或沿坐标轴方向缩放。快捷键提供常用命令的快捷键，如Ctrl+C（复制）、Ctrl+V（粘贴）、Ctrl+Z（撤销）等，方便用户快速执行操作。同时，用户也可以自定义快捷键，提高操作效率。030405常用工具与快捷键使用方法102024/2/203网格划分技术详解112024/2/2网格划分基本原理将连续的物理空间离散化为由网格单元组成的计算域，以便进行数值计算。方法分类包括结构化网格、非结构化网格和混合网格等。结构化网格具有规则的拓扑结构，适用于简单几何形状；非结构化网格则具有灵活的拓扑结构，适用于复杂几何形状；混合网格则结合了前两者的优点。网格划分原理及方法分类122024/2/2优点包括生成速度快、质量好、数据结构简单等；缺点在于对复杂几何形状的适应能力差。常用于简单的二维和三维问题。结构化网格优点在于对复杂几何形状的适应能力强、局部加密容易等；缺点在于生成速度慢、质量不易控制、数据结构复杂等。常用于复杂的二维和三维问题，如流体动力学、结构力学等。非结构化网格结构化网格与非结构化网格对比132024/2/2包括网格单元的形状、大小、歪斜度、纵横比等。这些指标可以定量地评估网格的质量，并指出需要改进的地方。质量评估指标包括局部加密、全局优化、重新划分等。局部加密可以在需要提高计算精度的区域增加网格密度；全局优化可以通过调整网格单元的形状和大小来提高整体质量；重新划分则是在必要时完全重新生成网格。改进策略网格质量评估与改进策略142024/2/204物理模型设置与求解过程剖析152024/2/2用于模拟气体或液体的流动行为，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。流体动力学模型结构力学模型电磁场模型热传导模型用于分析固体结构的应力、应变和变形，常用于机械、土木、材料等领域。用于模拟电场、磁场及其相互作用，适用于电子设备、电机、传感器等设计。用于研究物体内部的热量传递过程，应用于热工、冶金、化工等领域。常见物理模型类型及其应用场景162024/2/2边界条件类型包括速度入口、压力出口、壁面、对称面等，应根据实际问题合理选择。设置方法在模型边界上指定相应的物理量，如速度、压力、温度等，以描述边界处的物理状态。注意事项确保边界条件的设置符合物理规律，避免出现不合理的解；对于复杂问题，可能需要多次尝试和调整。边界条件设置方法与注意事项172024/2/2求解器类型01包括分离式求解器和耦合式求解器，应根据问题特点选择适合的求解器。参数设置02包括时间步长、迭代次数、收敛准则等，应根据实际需求进行合理设置。技巧与建议03对于复杂问题，可以采用分步求解、多尺度方法等技术来提高求解效率和精度；同时，关注求解过程中的稳定性和收敛性，及时调整参数设置。求解器选择及参数设置技巧182024/2/205后处理功能应用与结果展示技巧192024/2/2用于展示流场、温度场等物理量的分布和变化趋势。云图、等值线图和矢量图用于展示数据点的分布和变量之间的关系。散点图和曲线图用于展示三维空间内的物理量分布和内部结构。体积渲染和剖面图将模拟结果以动态形式展示，更直观地呈现物理现象。动画和视频制作数据可视化方法介绍202024/2/2选择合适的图表类型根据数据类型和展示需求选择合适的图表类型。调整图表布局和样式设置图表标题、坐标轴标签、图例等，调整颜色、字体和线条样式。数据筛选和处理对原始数据进行筛选、排序和计算，以得到更直观和有用的图表。图表导出和分享将图表导出为图片、PDF等格式，方便与他人分享和交流。图表生成和编辑技巧分享212024/2/2报告结构和内容安排合理安排报告结构，包括摘要、引言、方法、结果、讨论和结论等部分。结果展示和解释用图表和文字清晰地展示模拟结果，并对结果进行解释和分析。比较和验证将模拟结果与实验数据或理论解进行比较，验证模拟的准确性和可靠性。报告格式和规范性遵循学术规范和格式要求，注意文字、图表和公式的排版和标注。结果报告撰写要点和注意事项222024/2/206案例分析：典型问题解决方案232024/2/2案例一：流体动力学模拟问题问题描述应用领域解决方案注意事项流体在复杂几何形状中的流动行为模拟，如管道、阀门、泵等。使用STARCCM+的流体动力学模块，建立几何模型，设置边界条件，选择适当的流体模型和求解器进行模拟分析。确保几何模型的准确性，合理设置边界条件，选择适当的流体模型和求解器，以获得准确可靠的模拟结果。航空航天、汽车、能源、环保等领域的流体动力学模拟问题。242024/2/2ABCD问题描述物体在加热或冷却过程中的热传导行为模拟，如电子设备散热、建筑物保温等。注意事项确保几何模型的准确性，合理设置热边界条件，选择适当的热传导模型和求解器，以获得准确可靠的模拟结果。应用领域电子、建筑、能源等领域的热传导模拟问题。解决方案使用STARCCM+的热传导模块，建立几何模型，设置热边界条件，选择适当的热传导模型和求解器进行模拟分析。案例二：热传导模拟问题252024/2/2案例三：结构力学模拟问题问题描述结构在受到外力作用时的力学行为模拟，如桥梁、建筑、机械零件等。解决方案使用STARCCM+的结构力学模块，建立几何模型，设置材料属性和边界条件，选择适当的力学模型和求解器进行模拟分析。注意事项确保几何模型的准确性，合理设置材料属性和边界条件，选择适当的力学模型和求解器，以获得准确可靠的模拟结果。应用领域建筑、桥梁、机械等领域的结构力学模拟问题。262024/2/207课程总结与展望272024/2/20102STARCCM软件界面…包括软件启动、界面布局、文件管理等。网格划分技术掌握了结构网格和非结构网格的生成方法、网格质量评估与改进等。物理模型设置学习了流体、固体、热传导等物理模型的建立方法和参数设置。求解器设置与运行了解了求解器的类型、参数设置、并行计算等关键技术。后处理与结果分析掌握了数据可视化、流场分析、报告生成等后处理技术。030405关键知识点回顾282024/2/2学员A通过本次培训，我对STARCCM软件有了更深入的了解，掌握了其基本操作和常用功能，对未来的学习和工作有很大帮助。学员B培训过程中，老师讲解得非常详细，让我对软件的使用有了更清晰的认识。同时，通过实际操作，我也发现了自己的不足之处，需要进一步加强练习。学员C我觉得本次培训非常实用，不仅让我掌握了STARCCM软件的使用方法，还让我对计算流体力学有了更深入的理解。希望未来能有更多这样的培训机会。学员心得体会分享292024/2/2未来发展趋势预测智能化网格划分技术云仿真平台发展多物理场耦合仿真高性能计算技术应用随着人工智能技术的发展，未来STARCCM软件可能会实现更智能化的网格划分，