複雑な物理現象の問題を定義・解析するための直観的なプロセス
「CAD からメッシュを作成」の項で説明したメッシュ連続体を使用しトポロジーを定義後、物理現象のシミュレーションを正確に行うための物理連続体を定義し、シミュレーションが実行され解析が進行するのに伴い適切な設定を行う必要があります。
  • Shown here is the screen representation of a battery pack cooling simulation in STAR-CCM+. The battery pack was designed in BDS and the flow and thermal simulation conducted in STAR-CCM+ using the Battery Simulation Module (BSM).
  • For heat transfer and conjugate heat transfer simulations, STAR-CCM+ offers a wide range of models, including solar, multi-band and specular thermal radiation (discrete ordinates or surface-to-surface) models. Here, STAR-CCM+ was used to compute the temperatures at component level inside a router and assess the efficiency of the cooling system.
  • To reflect the distributed nature of the modern project team, STAR-CCM+ is written using a client-server architecture. The server performs the numerical calculation while the client is used to control and visualize it. Client-server architecture allows for visualizing results as they are generated remotely on an HPC cluster.
  • In this simulation of an F18 flying at high angle of attack, the flow around the plane is visualized with streamlines, the pressure is represented over the plane using a grayscale colormap, and the wingtip vortices are shown using an iso-surface of Q Criterion.
  • A wide range of flow regimes can be simulated using STAR-CCM+, including inviscid, laminar, turbulent (RANS, LES, DES), transition modeling. incompressible through to hypersonic. Visualized here are the Mach contours on a Scud missile.
  • Innovazione used STAR-CCM+ to perform an aerodynamic analysis of a sport touring motorcycle. Image courtesy of Roberto Di Francesco, Innovazione.

STAR-CCM+ は分離型または連成型のソルバーを用いて広範囲な物理現象を解析する技術を備えています。対話型のモデルツリーを用いて流体・固体連続体の物理連続体を直観的かつ階層的な方法で容易に定義することができます。

物理モデルは、2次元、3次元、定常解析、陰解法/陽解法非定常解析、ハーモニックバランス、共役熱伝導、輻射、固体応力など多岐に渡ります。非粘性、層流粘性、渦粘性の流れシミュレーションが可能です。乱流モデルには RANS、LES、DES が含まれます。非ニュートン流はライフサイエンス業界や食品・化学プロセス業界のニーズに対応します。

運動する成分のシミュレーションを行うため、移動基準座標系、剛体運動、6自由度剛体運動などの様々な技術を利用することができ、これによりモデリングと計算時間を大幅に削減することが可能です。また単相流、多成分物質、混相流の混合物質にも対応します。固体粒子、気泡、流体液滴の解析にはラグランジェ混相モデルや離散要素法 (DEM) モデルを利用することができます。オイラー混相流モデルでは気相混相や液相混相のモデリングが可能です。その他の高度な物理モデルには燃焼モデル、自由表面&キャビテーションモデル、空力音響モデル、流体-構造連成 (FSI) モデルなどがあります。

物理連続体の設定が完了後シミュレーションを実行することができます。STAR-CCM+ でユニークなのは、シミュレーションプロセスの完全な対話型管理を提供している点です。解析の実行に伴い解が展開するのを見ながら設定を「その場で」変更することができます。

流れの可視化は流体/固体の挙動解析において重要ですが、設計を効果的に比較し実験で検証するためには、有益なエンジニアリングデータを生成することが鍵となります。STAR-CCM+ の一連の可視化ツールを補完するため、解析のモニタリングやデータ解析/レポートの幅広いオプションを利用することができます。

STAR-CCM+ はエンジニアリングデータをプロットによりレポートして動的にモニタリングするためのツールを備えています。レポートの種類はシンプルなフィールド統計データからアプリケーション固有のデータ解析まで多岐に渡ります。これらのツールを用いると、集計結果をより迅速にまとめることができます。STAR-CCM+ の単一の統合環境に搭載された他の機能と同様、データ解析を sim ファイルのテンプレートとして設定し Java を用いてさらに自動化することができます。これにより結果の一貫性とレポートファイルの自動生成が実行されます。

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