仿真干货｜一文学会！STAR-CCM+汽车外流场仿真全流程图解

  在汽车的设计研发过程中，CAE发挥了至关重要的作用，对汽车外流场、气动优化、噪声等方面的仿真分析，是研发团队必不可少的环节。本篇将为您奉上STAR-CCM+汽车外流场仿真的详细图解教程，全部操作使用SimForge™高性能仿真云平台，点击免费试用，即刻开启仿真跟练。

01 案例概述

该教程将针对汽车外流场仿真案例，通过几何包裹、布尔操作得到外流场计算域，进行网格划分和局部细化，设置对应的边界条件以及计算模型，监控相应参数，完成一次神工坊高性能仿真平台的全流程StarCCM计算。

02 步骤详解

1.创建作业

• 打开「神工坊」平台进行注册升级，免费获取200元体验金，启动平台；点击下方仿真计算按钮，切换至仿真计算应用界面，双击打开StarCCM-a；

• 在弹出窗口中键入作业名称，选择资源池，勾选GUI功能

GUI开启：可进入图形界面，进行可视化操作；

GUI关闭：通过加载设置好的sim文件、宏文件提交后台计算

• 图形模式保持默认的VNC即可，若想获得更为流畅的操作可切换至远程桌面显示方式

VDI模式队列：采用高效的远程传输协议，图形显示及操作更流畅清晰

• 软件版本可切换至需要使用的版本，作业目录需选择到sim文件所在目录，右键确认；若要调度256核，可以设置4个使用节点，每节点核心数64核来实现，限制时长保持默认无限制

• 提交后点击图形界面按钮进入STAR CCM+软件界面-载入工程文件，可以看到实际作业是运行在如下的4个节点上，运行规模与作业提交时一致，选择sim文件，进入设置界面。

2.包裹操作

• 选中整个车身的几何

• 更改相应参数：基准尺寸：0.002m；最小表面尺寸：5%；

• 体积抽取：外部 - 对车身添加自定义的曲线控制，目标尺寸设为5%的基准尺寸，最小尺寸设为2.5%的基准尺寸；

• 对车身添加防止接触控制：选中整个车身表面-最小尺寸填入0.001米（基准尺寸的一半）

• 执行包裹操作

3.布尔操作

• 外部的流场域与包裹车身相减-计算得流体域-分配给Regions

4.设置边界条件

• 将入口设置为速度入口，其余边界设置为压力出口，中间的面设置为对称边界

对称边界：可以减少计算资源的消耗

5.网格划分

• 选择并行

并行计算：「神工坊」平台是基于国家超级计算无锡中  HPC集群，采用专用的服务器及并行文件系统，通过高性能仿真硬件和软件优化，提供高效仿真支持，可大幅提升前处理效率。

• 网格基准尺寸控制：0.002m - 边界层数：5层 - 网格增长率：快；

• 车翼：添加面部控制 - 增加局部网格细化 - 点击执行；

• 最终生成的体网格如下，单元总数达到1千多万。

6.计算设置

• 设置计算模型，选中3维模型，稳态，气体，分离流，以及恒定密度，湍流模型选用k-e雷诺平均方程

• 设定初始条件：20m/s（车身与空气相对速度）

• 设置迭代步数：10000步

• 对汽车尾表面添加升力系数、阻力系数监控，及对对称边界的速度流场监控，以动态显示计算过程中的流速变化。

图形可视化界面：及时监控残差、系数、云图，及时发现计算异常，以及时更改参数。较命令行模式，减少了无效计算及资源浪费。

7.后处理效果展示

• 完成计算，保存计算结果 - 进行后处理

SimForge™高性能仿真云平台集成强大的GPU渲染，保证后处理渲染的稳定流畅，也可下载进行存档

监测云图界面

整个车身压力云图

添加速度流线型的压力云图

03 结语

以上，是STAR-CCM+的汽车外流场仿真案例的全流程的演示。关注我们，敬请期待更多工程仿真案例教程，让SimForge™一站式高性能仿真云平台，陪跑你的仿真实战之路。关注我们，点击开启实战；注册升级，更有200元体验金免费赠送。