STAR CCM 基础入门
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了仿真在研发工作中的重要性，以及STAR-CCM作为多学科仿真和优化软件的特点和优势。STAR-CCM通过集成化的工作环境，提供全面的工程物理模拟，实现从CAD到后处理的完整CAE工作流程。文章还探讨了STAR-CCM的计算流程、计算精度、多场耦合计算、运动计算以及优化功能等方面的特点，展示了其在产品研发中的重要作用。通过采用STAR-CCM，可以有效减少物理样机数量和试验时数，节约研发成本，缩短研发周期，并推动产品创新。
仿真是研发工作的重要工具，仿真在产品设计的最早阶段就介入其中进行设计优化和迭代，以减少物理样机数量及试验时数，可实现从概念设计到最终验证全过程驱动的产品研发，对节约研发成本和缩短研发周期及产品创新具有重要作用。
STAR-CCM 作为一门多学科仿真和优化软件，是现代软件工程技术和计算连续介质力学相结合的产物，STAR-CCM 将几何模型导入、网格划分、模型求解和后处理集成到一体化的工作环境，在单个集成包中提供全球最全面的工程物理模拟，其不仅仅是CFD求解器，还是一个完整的工程流程，实现了从CAD到后处理的整个CAE的工作流程，同时操作界面与模拟思想的良好整合使得STAR-CCM 非常方便和高效。
在接触一款新的软件时，大部分人会有两个问题：
一是计算流程的复杂度；
二是计算精度怎么样。
STAR-CCM 采用的是集成的模拟，从几何、网格、计算、后处理全在一个界面完成，避免了计算流程分散式处理带来的麻烦；CFD计算始于模型，为了获得准确的计算模型，避免读者根据教程图片自己模仿一个模型，甚至有时模型太复杂，读者无法复现出教程模型，为此，特地增加了几何建模的教程，让读者根据教程复现出的模型根教程是一样的，避免了有教程无模型的尴尬。对于计算精度，在本教程中采用了流动、换热、等不同类型的具有试验数据的算例对计算方法进行了验证，结果表明计算结果与试验结果基本相符。对于复杂模型多场耦合的计算，STAR-CCM 的多面体网格使得网格数量大幅减少，同时多面体网格对通量计算的准确性在原理上是优于四面体网格，使得计算收敛大幅加快；多物理场耦合时，STAR-CCM 可通过物理连续体，在单个计算域中实现多个物理场的计算；也可通过多个不同的物理模型实现多个计算域的多场耦合，例如涡轮叶片的气热弹耦合计算，将模型从冷态计算至热态。在运动计算方面，STAR-CCM 的动网格能力远超其他CFD软件，其自定义了多种运动类型，可十分简便的将运动融入到计算中，例如，用来计算小位移的网格变形，计算大位移的重叠网格等，可实现各种运动的计算。STAR-CCM 另一个突出能力是其优化功能，伴随形状优化，可通过求解优化目标对设计变量的微分方程获得几何型面的敏感性，通过网格变形改变几何型面，从而获得优化模型；伴随拓扑优化，能够在设计空间根据优化目标自动构造几何，实现优化形状的自动生成；多学科多目标设计探索平台，STAR-CCM 内置了Heeds程序，采用Sherpa算法，在任何数量的设计变量，约束或目标下快速找到更好的设计方案，且优化流程自动化，无需人工干预。
