Simcenter STAR-CCM- 2021.2 New Features ZH

的新增功能和强化功Where engineering meets 

Simcenter STAR-CCM+ 2021.2 的新增功

此发布版本主要的新功能和增强功能是：

•       零部件中的壳体[1]

•       使用薄体网格生成器对批量零部件进行并行网格化

[1]

•       液膜的自适应网格重定义

•       固体力学的自适应时间步进

•       使用通用网格重构求解器的循环运动

•       局部体网格化[1]

•       高超音速的“红斑”效应缓解

•       单相转换沸腾

•       使用 In-Cylinder 加载项的完整发动机 CHT

1 最初发布在 IdeaStorm 上 - 现已移至 Simcenter STAR-CCM+ Community Ideas 此版本的客户建议中共有 22 项新功能和增强功能。

Simcenter STAR-CCM+ 2021.2 的增强功能按以下类别分述：

平 台 CAD 集成几何

网 格 CAE 集成物理

设计探索数据分析

应用程序特定工具学生版本

用户指南

平台        

部署

•       新认证的操作系统 (OS)

◦       CentOS 7.9, 8.2, RHEL 7.8, 8.2, OpenSUSE/SLES 15.2

◦       Windows 10 May 2020 (20H1), Windows 10 Oct 2020 (20H2)

•       停用的操作系统 (OS)

◦       RHEL 7.4

•       计划对 2021.3 进行操作系统 (OS) 更改

◦       停用：CentOS 7.4, CentOS 8.x

•       新认证的消息传递接口 (MPI) 版本

◦       Intel MPI 2019.7

•       停用的消息传递接口 (MPI) 版本

◦       Intel MPI 2019.5

•       计划对 2021.3 进行消息传递接口 (MPI) 更改

◦       从 2021.3 开始，Platform MPI 将不再随 Simcenter STAR-CCM+ 一起分发

运行时间

•       使用作业管理器灵活管理文件

◦       作业管理器现在可用于为已上传到群集的文件提交作业

▪       以前，作业管理器在受管模式下工作

▪       作业提交在本地 Java 客户端中发起

▪       文件自动上传/下载

▪       随后会自动删除文件与构件

◦       现在可以选择使用已上传的文件

▪       与文件上传和群集文件夹管理的用户首选项一致

▪       执行远程作业提交

▪       随时下载文件，或完全不下载文件

▪       删除群集上的文件是一项显式用户任务

-       作业管理器构件仍自动清理

用户体验

•       模拟操作：保存模拟

◦       允许在常规工作流程检查点保存模拟，从而提高了工作效率

▪       可自定义文件的模拟名称和位置

▪       用于将索引或参数附加到模拟名称的选项

◦       示例：

▪       通过使用之前的收敛解作为下一模拟的初始解，加快了收敛

▪       保存所有结果文件以进一步分析

    • 模拟操作：初始化求解 D3004

◦       通过初始化求解减少了多个工作流程中手动步骤的数量

▪       对于以下目的需要导出初始状态场景的情况至关重要：

-       故障排除

-       后处理，作为求解的一部分

◦       初始化求解将自动初始化交界面

▪       移除在初始化交界面后创建的无效网格单元

•       模拟操作：清除记录的模拟历史

◦       处理模拟历史时通过清除记录的模拟历史简化工作流程

▪       从清晰的状态开始模拟

▪       避免 simh 文件中出现冗余状态和不必要的大型文件

    • 提高了客户端-服务器连接性的稳健性 D3608

◦       在不可靠的网络连接或 VPN 上操作时获得更好的用户体验

•       通过增大的默认字体大小提高了可读性

◦       默认字体大小从 12 更改为 14

◦       您仍然可以自定义字体大小

▪       使用 –fontsize 命令行选项

•       Simcenter STAR-CCM+ Community Ideas 帮助链接

◦       从帮助菜单快速访问 Simcenter STAR-CCM+ Community Ideas

▪       IdeaStorm 已移至新平台，您可以在其中提交新产品创意、查看论坛等

▪       使用支持中心凭证登录，并直接导览至 IDEAS 选项卡

▪       或者，从 Siemens Community 访问 Simcenter STAR-CCM+

-       从 Topics（主题）开始，然后选择 Simcenter > Simcenter - CAE Simulation（CAE 模拟） > Simcenter Simcenter STAR-CCM+ > Ideas（创意）

CAD 集成        

CAD 客户端

    • CAD 客户端的特征曲线支持 D3533

◦       通过新的控件，改进了用于生成特征曲线的自动化过程

▪       无需繁琐地删除和重新创建特征边

▪       通过改进基础几何体的保留，提高网格质量和求解结果

◦       新的标记特征边选项适用于以下情况：

▪       导入原生 CAD（Catia、NX、Creo 或 Inventor）

▪       直接在 CAD 客户端内（请参见下面的 NX CAD 客户端）

◦       选择 CAD 锐边以自定义几何质量

•       更新

CADExchange

•       更新

几何        

3D-CAD

•       模型交互速度更快

◦       显著加快交互式可视化和特征执行

◦       现在可以为多达 10,000 个体准备几何

◦       4000 个以上示例体几何：端到端清理和准备速度加快 2-3 倍

•       图标工具栏

◦       通过方便的特征访问更轻松地准备几何

▪       归类于参考几何、草图、边、面、体和体组的特征

▪       最近的操作选项卡显示一组最近使用的特征

▪       收藏夹选项卡可用于快速访问常用特征

▪       工具栏位置可以自定义到场景底部或左侧

•       特征的三轴坐标系

◦       在场景中使用三轴坐标系交互式地进行参数化或准备几何

▪       将为包含旋转、变换和参考几何的模型构建特征显示三轴坐标系

▪       拖动三轴坐标系将自动更新距离参数

•       使用边拉伸/旋转特征

◦       将边作为拉伸和旋转特征的直接输入，加快了几何准备速度

▪       使用现有边而不是创建平面、草图或 3D 草图

▪       适用于草图的所有选项都适用于边

•       将 CAD 模型导入至 3D-CAD

◦       通过“文件 > 导入”将几何直接导入 3D-CAD

▪       在现有或新的 3D-CAD 模型中打开该几何

▪       将 CAD 模型导入至 3D-CAD 在网格生成工具栏中也可用

•       表面中的平面

◦       创建平面的更快方法，无需创建和选择点或轴

▪       平面可以与表面相切或垂直于表面

▪       可以通过特征面板控制平面的位置

•       移除狭缝 - 修复 CAD

◦       快速移除导入几何中的小裂纹并转换为实体

▪       片体中的狭缝可以是开放或封闭的开口

▪       狭缝宽度和长宽比参数控制封闭时考虑的间隙

•       更轻松地检测泄漏

◦       此选项用于从可能体积的列表中过滤相关体积

◦       支持选择由多条边环组成的入口表面或出口表面

•       其他新功能

◦       从一个坐标系平移到另一个坐标系

◦       填充表面特征可以采用导向面来创建更有机的形状

◦       全局选项特征缓存频率，用于控制单个特征数据缓存的频率

◦       从任何局部坐标系创建参考点

◦       从特征中区分设计参数，或在树中用新图标区分用户自定义内容

◦       坐标设计参数支持来自属性表的表达式

零部件

    • 零部件中的壳体 D5081

◦       轻松模拟片体几何中的共轭传热

▪       将片体导入新零部件类型“壳体”，抽取体积或包裹体，划分网格，并推送到壳区域进行共轭传热模拟

▪       通过将 3D 零部件表面转换为壳体，或者从任何表面创建附加的壳体来创建壳体

▪       表面修复中的清理

▪       通过新的自动网格操作对壳体进行网格划分，支持三角形和四边形网格

▪       与固体能量和表面至表面辐射兼容

▪       支持壳体之间以及壳体和 3D 零部件之间的表面至表面接触

▪       双色高亮显示，可以清楚地区分壳体的前、后侧

▪       不支持包含一条片体边沿一条直线与另一片体表面接触的片体，因此需要在网格划分之前分割此类片体

◦       自动执行包含薄零部件的共轭传热模拟

▪       利用材料部件组通过动态查询定义壳体零部件材料

▪       利用零部件子分组通过动态查询定义壁厚等属性

•       取代零部件操作支持 Siemens CAD 读取器

•       将零部件分配给区域时显示更具描述性的输出消息

网格        

表面修复

•       交互式压印

◦       通过多部件压印，提高了压印操作的稳健性和可靠性

▪       允许在多个零部件之间压印面层

▪       对打开进行表面修补的零部件子集执行自动压印

▪       通过表面修补创建网格生成流程压印操作

•       提供了单个和块模式的智能选择中断选项，可修复用户设置以控制选择输出

体网格

    • 修剪的单元网格的局部体网格化 D1248, D320

◦       通过局部网格修改，能够在设计探索中实现一致的模拟结果

▪       已更新/已修改的几何和/或用户修改的网格控制的一致网格和结果

-       可以替换零部件/更改设置，使体网格只能在用户控制的体积中重新生成

-       无论局部如何变化，确保大多数网格保持固定

▪       结合局部包面和局部表面重构实现最佳部署

▪       局限

-       不支持替换有许多零部件与其他零部件紧密接近的零部件，例如汽车发动机舱

-       仅能串行执行局部体网格操作

-       局部包面和局部表面重构的不同的基础尺寸分辨率，或局部范围定义可能会对稳健性产生负面影响

•       使用薄体网格生成器对批量零部件进行并行网格化 D1490

◦       通过批量零部件的并行网格生成，加快了薄体网格的生成速度

▪       在 200 个内核上最快加速 3.7 倍

▪       影响案例相关

•       提高了多面体和四面体网格生成器中的体积增长率

◦       对于小体积增长率值，从边界到核心网格的网格分布更平滑

◦       与案例相关时，这可避免不必要的网格重定义，从而：

▪       减少网格总数

▪       加快网格化和求解时间

•       到零部件和零部件表面的距离场函数

◦       通过 distanceToPart 和 distanceToSurface 场函数轻松计算到给定零部件或表面的距离

◦       应用：结合 insidePart 场函数，它通过基于距离的平滑混合更轻松地定义加权函数

▪       以前，加权函数定义需要数据映射器的额外体网格

▪       现在，可以基于与零部件表面的距离平滑加权函数

•       基于场函数的网格重定义选项

◦       现在，自定义场函数可以直接用于网格重定义，由于新的算法，其速度比使用表重定义更快

◦       由于内存需求较低，使用自定义场函数比使用表重定义需要更多核心数

CAE 集成        

•       Abaqus 协同仿真

◦       单独启动 Abaqus 并连接

▪       独立于 Simcenter STAR-CCM+ 启动 Abaqus，以获得透明的启动过程和清洁的流程管理

▪       Abaqus 和 SIMULIA 协同仿真引擎启动后，可以建立连接

▪       单独启动 Abaqus 对于调试群集上的协同仿真启动问题可能非常有用

▪       Simcenter STAR-CCM+ 可以：

-       将协同仿真关键字写入 Abaqus 文件

-       创建 SIMULIA CSS XML 配置文件

▪

◦       支持的版本：

▪       新的：Abaqus 2020（请注意，使用 Abaqus 2020 运行协同仿真时不支持导出参考温度。）

▪       维护的：Abaqus 2018, Abaqus 2019

▪       停用的：Abaqus 2017

物理        

CFD

多相流

计算流变学 计算固体力学电磁和电化学气动声学

运动、网格自适应和映射

CFD

流

•       高超音速流的“红斑”效应缓解

•       使用 AUSM+ 通量-矢量分裂无粘性通量方案的新公式改进了高超音速流中对象的表面温度分布

◦       当流通过表面加热时，表面加热完全对称

◦       表面温度与离散化无关

•       改进了超音速或高超音速流态中的流和热模拟收敛，无需用户输入

•       与时间步无关的 Rhie-Chow

•

◦       通过 Rhie-Chow 与时间步无关的新公式，提高了因物理性质要求较小时间步情况下（如气动声学或具有自由表面的船舶）的精度和稳健性

▪       减少棋盘格化效应

▪       在时间步缩小时减少力的振荡

•       停止准则的表达式输入 D5531

◦       允许对所有停止准则进行表达式输入，提高了模板化与设计探索研究的灵活性

▪       为需要整数输入（如固定步数和最大/最小迭代）的停止准则启用表达式

◦       减少对脚本编写的需要，更轻松地通过全局参数来使用模拟操作

•

•       显式映射接触界面的运行平均值选项

◦       降低了大型工业案例多时间尺度共轭传热模拟的内存需求

◦       带运行平均值的显式映射接触界面所需的内存比现有的

滑动窗平均值选项更少

▪       无需存储上一次迭代，从而减小了 sim 文件大小。

•       多部件固体与基于零部件的壳体兼容

•       壁面边界上的滑移温度作为场函数显示

能量

•       壳体与高级光线跟踪的兼容性

◦       借助高级光线跟踪求解器，可以加速带壳体的大型案例观测到的辐射计算

◦       观测到的加速范围，根据应用情况最高可达 3 倍，以及视角因子计算和初始化中的增益

•       对于视角因子计算器和 Photon Monte Carlo，高级光线跟踪始终打开

◦       由于与壳体不兼容性的提高，高级光线跟踪现在始终处于活动状态，并且停用选项已从这些求解器设置中移除

•       打补丁失败时显示更明确的错误消息

◦       新的错误消息可帮助用户确定网格要改进的地方

反应流

•       反应流模型的碳烟截面法

◦       通过碳烟截面模型解析碳烟排放的大小分布：

▪       通过截面数可控制碳烟截面分布的分辨率

◦       新报告可用

▪       碳烟 PSDF - 报告颗粒尺寸分布函数

▪       碳烟直径 - 报告每个截面代表直径

◦       可以在 Simcenter STAR-CCM+ 中可视化颗粒尺寸分布

▪       用于提取随后可绘制的数据的新表选项

◦       在所有反应流模型（小火焰和复杂化学）之间兼容

•       改进的火焰传播 - 复杂化学-湍流火焰封闭 (CC-TFC)

◦       通过火焰传播模型复杂化学湍流火焰封闭 (CC-TFC) 的新公式提高了精度

▪       新公式在火焰的所有部分使用完整的详细化学反应机制

◦       根据应用情况，将快速火焰传播 (CC-TFC-RTCE) 的运行时间提高约 2-3 倍

•       改进了复杂化学源触发器

◦       现在可以在物理时间和迭代时设置

◦       在缸内模拟中很有用，在循环中的特定点之前无需计算化学

•       重命名了复杂化学场函数

◦       生成率场函数已重命名为组分净反应率

◦       表明组分反应率可能为负，既可消耗也可生成

•       现在编辑按钮可用于反应

◦       可用于同时比较多个反应的动力学数据

湍流

•       各向异性线性力 (ALF) 与尺度解析混合 (SRH) 湍流的兼容性

◦       通过允许使用 ALF 引入已解析的上游湍流，提高了 SRH 在分辨率谱的更精细端操作时的精度

多相流

流体域体积 (VOF)

    • 流体的体积的用户自定义波 D921, D4899

◦       通过缩小计算域，降低了船舶和海洋模拟的计算开销

▪       仅模拟 Simcenter STAR-CCM+ 中的近场，并求解 2D 波代码中的远场

-       通用方法允许与任意工具耦合

▪       可以经济地模拟真实海洋状态

▪       允许对远场使用实验数据

◦       耦合通过用户自定义的 VOF 波类型完成

▪       通过 CGNS 读取的波数据

▪       用户自定义波应用于力区域，也用于定义初始场和边界条件

•       改进了自适应网格重定义 (AMR) 后自由表面的映射/重构

◦       提高了初始化粗糙网格后 AMR 的精度

▪       如果初始网格粗糙，则初始自由表面在重定义时可能会变得模糊，后续 AMR 重定义无法解决此问题

▪       新的映射算法现在可以重构尖锐的自由表面

◦       还有利于尖锐自由表面因 AMR 或时间步设置中的比例缩放或限制快速降低而暂时丢失的情况

•       VOF Blob 检测：添加球度

◦       避免在 VOF-拉格朗日解析的转换模型中的破碎过程中转换带状液体

▪       较大 VOF 体的初始破碎导致带状液体，不太适合拉格朗日建模

▪       现在可以添加球度准则以防止此类带状液体转换为拉格朗日液滴

◦       提供两种准则：

▪       Blob 球度，典型度量

▪       Blob 惯性张量特征值比，用于区分非球体 Blob 的更佳度量

•       带 PISO 的 VOF-拉格朗日解析的转换的兼容性

◦       缩短了适合案例的求解时间

▪       PISO 可以加速某些模拟，其中时间步可缩小大约 2-3 倍

•       单相的转换沸腾模型

◦       降低了产生小蒸汽的沸腾应用情况的计算开销

▪       转换沸腾模型以前仅适用于 VOF，现在可用于单相

◦       简化了适用于蒸汽体积分数最小的应用情况的方法

▪       单相方法不会创建任何蒸汽

▪       热传递已修改以考虑沸腾

•       更好地控制特定多相选项的定义

◦       以下标量具有更新的输入选项，包括表和用户程序：

▪       转换沸腾：HTCxArea

▪       Rohsenow 沸腾：HTCxArea

▪       Schnerr-Sauer 空化：正比例因子 / 负比例因子

▪       交界面动量耗散：交界面人工粘度

混合多相 (MMP)

•       混合多相的 S-Gamma 粒数平衡模型

◦       改进了 MMP 的物理现实性

▪       实际流具有一系列离散相液滴或气泡尺寸

▪       S-Gamma 粒数衡算建模提供预测性工具，包括破碎和聚结模型

◦       因为能够将 MMP 而非欧拉多相流 (EMP) 用于多面体离散流，所以降低了计算成本

◦       通过预测的尺寸分布，避免了可能导致求解器稳定性问题的约值和非物理值，从而提高了稳健性

•       混合多相的面密度重构选项

◦       提高了混合的精度

▪       之前的可压缩性增强选项已重命名为面密度重构

-       旧名称不准确，因为可压缩案例仅代表一个用例

-       重命名也适用于 VOF

▪       MMP 默认设置更改为二阶

-       VOF 不适用，它仍保留默认设置为一阶

•       混合流态和大尺度交界面的 MMP-MMP 相间相互作用

◦       提高了易用性和与欧拉多相流 (EMP) 的一致性

▪       通过以下选项增加了流态属性：

-       无限制：允许所有多相流态和流拓扑，并添加流态加权函数节点来设置流态的转换点和混合

-       离散主相：仅限于具有离散主相的经典连续-离散拓扑

-       离散次相：仅限于具有次主相的经典连续-离散拓扑

▪       从区域移除了曳力系数设置

-       曳力建模现在是流态的函数

两相热力学平衡模型

•       带两相热力学平衡模型的隐式混合平面的兼容性

◦       可用于蒸汽轮机等涡轮机应用的模拟，可在热力学平衡中考虑相

▪       相体积分数是局部热力学条件的函数，不会在此模式下与其他变量跨混合平面传递

•       更好地控制特定多相选项的定义

◦       以下标量具有更新的输入选项，包括表和用户程序：

▪       漂移通量：分布参数

▪       漂移通量：漂移速度

▪       代数滑移：速度比率

液膜

•       液膜与自适应网格重定义 (AMR) 的兼容性

◦       使用混合多相缩短了工业多相模拟的周转时间

▪       在液膜存在时释放 AMR 优势

▪       特别有利于包含 VOF 的混合多相模拟

-       允许对自由表面使用基于模型的细化

-       混合多相策略中需要 VOF 和液膜

◦       求解以前不可行的应用情况

▪       混合多相和 AMR 的组合使许多以前因计算成本太高而无法求解的应用情况成为可能

◦       注意：液膜本身不受细化保护

▪       近壁网格单元未细化

▪       允许远离壁面进行细化

•       改进了使用显式映射接触界面接近零液膜厚度的情况的热传递

◦       为液膜厚度趋于零的无液膜的模拟提供一致结果

▪       消除错误结果

•       更新的分布

◦       以下标量已更新包括表和用户程序的输入的选项

▪       膜沸腾：HTCxArea

欧拉多相流 (EMP)

•       颗粒流的自适应时间步提供程序

◦       因最大粒子打包条件自适应时间步提供程序而降低了计算开销

▪       流化和打包流态的时间尺度差异很大

▪       颗粒流的自适应时间步模型允许仅根据需要减少时间步

◦       由于基于物理自动减小时间步长，提高了稳健性

▪       避免恒定时间步对于意外事件过大的风险

•       壁面沸腾与自适应多尺寸组 (AMUSIG) 尺寸分布模型的兼容性 D4304

◦       由于已考虑大范围通过 AMUSIG 模型生成的离散气泡尺寸，提高了沸腾应用情况的物理真实感和准确性

◦       添加了壁面沸腾以补充具有 AMUSIG 的总体沸腾的现有兼容性

•       壁面沸腾：通过场函数指定气泡升程

◦       提高了带壁面沸腾的粒数衡算模型（AMUSIG 和 S-Gamma） 的准确性

▪       通过允许指定与气泡脱离直径无关的气泡升程直径实现

▪       有利于升程直径可以比脱离直径大一个数量级的高压的情况

•       乳液流变的湍流

◦       由于乳液流变现在支持混合湍流，因此提高了雷诺数较高的乳液的准确性

▪       以前仅支持层流流态

▪       不支持相湍流

▪       不支持模型：椭圆混合 K-Epsilon（推荐的）、滞后椭圆混合 K-Epsilon（所有 y+ 和低 y+）、椭圆混合RSM、线性压力应变 RSM（两层）、低雷诺数 K-Epsilion (Lien)

•       乳液流变的粒数衡算建模

◦       S-Gamma 和 AMUSIG 的新建模选项提高了乳液建模的准确性

▪       添加的层流破碎模型更适合乳液中的液滴破碎

▪       设置临界毛细管数以控制破碎

▪       设置剪切稀化指数以允许适用更大范围的流变流体

•       改进了 EMP-LSI（大尺度交界面）中的自适应界面锐化 (ADIS) 的混合方案

◦       混合流态新方案提高了 EMP-LSI 模拟的稳定性

拉格朗日多相流 (LMP)

•       边界飞溅模式的改进

◦       通过允许用户控制以下内容，提高了飞溅液滴求解的准确性：

▪       飞溅液滴的尺寸分布

▪       正切速度校正

◦       与车辆水管理模拟相关

•       喷射器中的输入和拉格朗日相的基于查询的选择

◦       支持使用拉格朗日多相创建有效的模块化模拟模板

离散元方法 (DEM)

    • 颗粒消耗估计 D3982

◦       改进散装材料处理和处理设备的设计，同时控制颗粒消耗

▪       最大限度地降低镀膜机和搅拌器中的产品消耗和磨损

▪       最大限度地减少流化床反应器中催化剂颗粒的损害

▪       最大程度地提高破碎机和粉碎机中的损坏

◦       被动标量转移模型中用于累积颗粒碰撞数据的新选项

•       改进了将形状零部件用作随机或栅格喷射器输入的工作流程

◦       由于移除了将零部件链接到区域的要求，节省了设置时间

计算流变学

•       解耦瞬态求解器的高 Weissenberg 数支持

◦       使用解耦瞬态求解器时，提高了高粘弹性流体的稳健性

▪       通过动量方程中的显性应力选项获得

▪       有助于高 Weissenberg 数的情况

计算固体力学

•       自适应时间步

◦       提高了动态非线性模型的效率

◦       允许控制时间步长，以在整个模拟中得到最佳时间分辨率，根据需要可大可小

◦       使用时间步提供程序和自适应时间步求解器配置模型

◦       时间步提供程序监视场并评估准则以调整时间步长

◦       该模型对于涉及冲击事件或因不稳定而失控的结构的应用情况特别有用

    • 与无限刚性圆柱体无摩擦接触 D3602

◦       刚性无限圆柱体已添加到受支持的接触障碍库

◦       接触无摩擦，并通过罚方法强制约束

◦       横截面可能是圆或椭圆、实心或空心，在固定或移动坐标系中定义

电磁和电化学

电磁

•       提高了有限元 (FE) 中电磁模拟的速度

◦       由于求解和插值算法的改进，FE 中大型电磁模拟的速度明显提高

▪       频域（谐波平衡）和时域中可观察到的改进

◦       观察到的速度提高的范围取决于模拟，单元数量多的模拟的提高最大

•       带接头的电路编辑器

◦       电路的创建和解释因为接头单元而加快

▪       通过接头，可以轻松连接单独的连接路径

▪       更灵活地布局复杂电路、星形连接、H 桥

▪       设置更不容易出错

•       表面阻抗边界条件

◦       由于新类型的边界条件，速度提高并且频域中的单元数减少了

▪       可以从计算域中移除具有涡流的无源导电域：它们对周围场的作用可以使用新类型的边界条件来建模

▪       无需解析这些域中的薄层深度

◦       有利于屏幕和导电外壳的电磁模拟

•       空气间隙单元

◦       因为 FE 计算中引入了空气间隙单元类型，速度提高并且单元数减少了

▪       通过空气间隙单元，不再需要对铁磁区域之间的薄空气间隙网格化

◦       有利于电动机和变压器的模拟

电化学

•       提高了交界面上伏安特性的稳定性

◦       算法更改可改善收敛历史

◦       适用于所有伏安特性，如 Butler-Volmer、Tafel 和基于表的

•       相多孔介质兼容性中的各向异性导电率

气动声学

•       纽马克 Alpha 作为默认声波求解器时间格式

◦       通过更新的默认设置提高了现成的精度

◦       默认时间格式从标准纽马克更改为纽马克 Alpha

◦       标准纽马克格式最终将停用

•       另请参见：

◦       与时间步无关的 Rhie-Chow（流体流>流参考>流模型参考）

◦       到零部件和表面的距离场函数（预处理>网格化>体网格生成器）

运动、网格自适应和映射

•       网格重构求解器 - 周期循环运动

◦       通过网格存储和检索，可高效地模拟周期变形/网格重构案例

◦       可以通过重用网格节省时间，并通过预变形提高求解质量

◦       为接下来的循环中的第一个循环重用存储的网格序列

◦       可以重用之前模拟中的网格

◦       典型应用包括齿轮泵、叶片泵

    • 叶片单元法的模型驱动自适应网格重定义 D5083

◦       通过自动重定义背景网格，更轻松地设置包含叶片单元法的模拟

▪       虚拟盘体网格细化确保叶片单元插值网格中每个网格单元至少有一个网格单元可用

▪       与背景网格相比，无需手动确保没有过度指定插值网格分辨率

▪       可用于时间-平均和时间-精确模式

▪       典型应用包括航空航天和船舶螺旋桨、直升机、城市空中交通车辆

•       重叠与映射接触界面兼容性

◦       映射接触界面现在可以与（例如）共轭传热模拟中的重叠组合

•       共形连接类型的基于拓扑的直接交叉点

◦       基于拓扑的交叉点现在还可用于共形交界面，例如用于有限元模型

设计探索        

伴随

•       具有先前迭代的循环矢量的 GMRES-DR

◦       通过循环先前的迭代克雷洛夫矢量，加快了伴随求解器的收敛

▪       因为实现收敛所需的矢量更少，所需内存更少

▪       可以使用更多矢量来加快收敛速度

▪       能够在 GMRES 循环中停止求解器而不会丢失信息

◦       通过 GMRES-DR 提高了伴随求解器的稳健性

▪       控制收敛和收敛之前的失速模拟

•       改进了残差可视化和顺序求解

◦       通过顺序求解和每个成本函数的单独停止条件，改进了多目标优化的工作流

▪       伴随命令可以在每个成本函数下执行

▪       按顺序更自然地执行每个成本函数

◦       改进了残差的报告和可视化

▪       在每个克雷洛夫矢量计算中报告并绘制残差

▪       将所有伴随变量残差减少为一个

•       移动参考坐标系中的总温度和总压力成本函数

◦       允许移动参考坐标系中成本函数的定义，从而扩展伴随优化工作流的可用性

▪       启用有关旋转区域上的总压力和总温度的涡轮机性能优化

    • 压降和均匀性偏差成本函数的基于零部件的支持D5554,D3313

◦       压降和均匀性偏差成本函数现在支持基于零部件的工作流，因为等效报告现在支持来自零部件的定义

设计管理器

•       稳健性和可靠性的蒙特-卡罗支持

◦       使用统计上稳定的蒙特-卡罗方法，可以运行更多模型

▪       处理替代模型时，建议使用该采样方法

▪       增强获得更高间隔精度的信心

▪       缩短了计算设计矩阵的时间

◦       蒙特-卡罗方法已添加到先前可用于采样方法的拉 丁超立方体选项中

▪       拉丁超立方体仍为默认选项

•       替代模型统计数据的工具提示

◦       使用工具提示显示来显示以下模型的最小、平均和最大值，以快速评估替代模型的效果：

▪       rmse（均方根估计）

▪       Cross V（交叉验证）

▪       PRESS（预测误差平方加和）

•       替代模型互操作性

◦       通过一系列导出格式在不同的应用程序之间轻松工作：

▪       Fortran

▪       Java 代码文件 (*.java)

▪       Python 代码文件 (*.py)

▪       Matlab M-文件 (*.m)

◦       导出至文件旨在通过单个替代模型使用

▪       使用导出为 FMU 选项将多个替代模型合并到单个 FMU 中

    • 改进了宏驱动的自动化 D4788

◦       通过更好的自动化方法提高了网格重用和拆分运行效率

▪       使用网格缓存方法时解决之前的网格重新生成行为

▪       无需在所有设计上运行所有设计操作，从而降低拆分运行的文件传输开销

◦       宏插入点基于“之前”方法而不是之前的“之前和之后”方法

◦       更改和新宏插入点在下图中以粗体高亮显示：

•       设计管理器的绘图图例改进

◦       通过更好的图例默认设置，使绘图信息更加丰富

•       简化的远程操作参考 .sim 文件加载

◦       简化了远程系统设计管理器研究，实现更稳健的工作流

▪       参考 .sim 文件的选择更简单，手动和冗余用户操作更少

▪       针对本地 Windows 到远程 Linux 群集操作的增强功能

◦       在群集上读取参考 .sim 时，设计管理器服务器也在群集上运行：

▪       现在，远程系统安装路径已隐式设置

▪       Simcenter STAR-CCM+ 的路径已自动恢复

▪       现在浏览直接在远程文件系统上

•       高效清理设计管理器构件

◦       减少管理从重复研究运行生成的构件的量级

▪       避免意外删除当前研究结果

▪       恢复先前研究的无法访问的结果所占用的浪费磁盘空间

◦       仅删除明确要删除的设计构件

▪       选择对话框可用于在删除构件之前准确查看要删除的构件

▪       部分删除结果可保留较大的构件，例如 .sim 文件

数据分析        

    • Simcenter STAR-CCM+ 查看器中的标量范围的修改 D3785,D4626

◦       通过可调标量范围提供结果的更佳解读

▪       无需返回到 Simcenter STAR-CCM+ 来修改最小值/最大值并重新导出场景文件

▪       快速将最小/最大范围重置为原始值

◦       使用已修改的标量范围保存和重新共享场景

◦       适用于标量、矢量和流线显示器类型

•       自动生成布局视图硬拷贝

◦       在求解器运行更新节点时创建布局硬拷贝

▪       使用自定义触发器自动导出布局视图

-       迭代、时间步、时间差和更新事件

-       控制如何打开布局视图更新

-       避免使用 Java 宏

◦       使用硬拷贝节点生成的图像的控制指定

▪       图像大小、文件格式、文件名和导出位置

▪       与场景/绘图工作流程一致

•       布局视图快速复制 [Ctrl]+[Shift]+[C]

◦       通过更简单的布局视图复制和粘贴功能提高工作效率

▪       将整个布局视图轻松地粘贴到其他应用场景

▪       复制整个布局视图的多个用户选项

-       右键单击布局视图节点，然后选择“硬拷贝到剪贴板”

-       选择节点并按 Ctrl+Shift+C

◦       硬拷贝大小将根据当前工作区进行调整

•       更高的场景/绘图交互质量

◦       通过单个复选框选项实现增强的场景/绘图交互式渲染

◦       工具>选项>可视化下的单个控制位置

▪       将交互式抗锯齿应用于场景和绘图

▪       对硬拷贝或影片导出的性能没有影响

▪       如果使用 Mesa OpenGL 渲染，则不适用

◦       绘图抗锯齿设置的行为更改

•       Simcenter STAR-CCM+ 虚拟现实的硬件支持

◦       支持 HP Reverb G2 虚拟现实耳机

▪       现成可用，无需任何用户输入

    • 生成更小的 .simh 文件 D3007

◦       通过将衍生零部件作为输入，减小导出的 .simh 文件大小，提高工作效率

▪       与以前的版本相比，.simh 文件最多可小 3 倍

-       下图显示由 1700 万个单元组成的、在 10 个平面截面上导出 13 个场函数的瞬态模型在 2021.2 中 .simh 文件大小的减小情况

▪       默认仅在本机位置导出

-       复选框选项允许在非本机位置导出

◦       减少文件传输时间和存储成本

◦       避免无意在 .simh 文件中保存了区域

▪       区域已移动到专家属性下

▪       默认不再填充区域字段

涡轮机

•       完整机器报告

◦       消除大量的鼠标单击、额外报告和手动登记

▪       报告完整机器的值，即使仅对叶片气道进行了网格划分和模拟

▪       对于质量流量、力和力矩，自动转换为完整机器数量

▪       适用于每排叶片数相等或不相等的多排机器

    • 叶片-叶片视图的矢量场景嵌入 D3418

◦       通过嵌入矢量显示器快速评估叶片-叶片矢量场

▪       嵌入从轴对称参数化自动生成的转换

▪       与单排和多排机器兼容

◦       展平视图允许标准化可视化构件

•       轴对称参数化性能改进

◦       轴对称参数化计算速度最多能快 3 倍

▪       减少打开关键绘图和场景所需的时间

    • 平均表面加权选项 D3230

◦       通过可视化周向平均流求解，更好地了解总体机器性能

▪       提高用于计算包含质量加权和质量流量加权的平均求解的加权灵活性

▪       允许平均求解可视化与报告值一致

应用程序特定工具        

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 电子元件冷却

电池

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder

•       边界热传递数据的循环平均和导出

◦       耦合了缸内和完整发动机共轭传热模型的更高效的工作流程

▪       用于计算和导出循环平均空间传热系数和参考温度的自动过程

▪       用于更新子循环以在多循环模拟中加快收敛的用户指定的平均窗口

•       Wiebe 函数燃烧模型

◦       接近内燃机中燃烧率的分析函数

▪       对于不需要燃烧预测的模拟，运行速度显著提高

▪       有利于为共轭传热模拟生成热传递边界条件

•       预混燃烧模拟的设置

◦       轻松地指定燃料对流到而不是喷射到域中的模拟的初始和边界条件

◦       不再需要指定拉格朗日喷射模型

•       与设计管理器和智能设计探索共享许可证

◦       以更经济高效的方式执行优化研究和设计扫掠

▪       现在，无论研究内的并发作业数量如何，每个设计管理器研究仅消耗一个 In-cylinder  求解加载项许可证

•       喷嘴喷射速度场函数现在更明确且更通用

◦       之前预计算的单个集中总项现已扩展到多个参数输入，可以更清晰地理解、更灵活地编辑

•       现在移动时速度条件应用于阀杆

•       现在 In-cylinder 求解工作流程中的 ECFM 燃烧模型中可选择燃料饱和分布选项

电子元件冷却

•       布局视图现在与电子元件冷却工具包兼容

◦       更轻松地自定义模拟空间视图并深入了解产品性能

◦       支持

▪       将场景拖放到布局视图中

▪       从布局视图中的场景列表中选择

•       抽取体积现在根据零部件是否为流体固体来更改零部件颜色，以提高识别度

电池

•       在树中选中的电池零部件在场景中高亮显示

◦       通过树中选定的电池节点，轻松识别场景中的电池单元和模块零部件

▪       例如电池单元、电池模块和电池模块单元

▪       更轻松地解释单元在几何中的布局

▪       快速标识模型中的给定单元

下图中，因为在电池树中选中了电池“对象”，所以单元零部件高亮显示：

学生版本        

重要说明：Simcenter STAR-CCM+ 新的免费学生版将于 2021 年夏季推出，可从 Siemens Digital Industries Software 网站下载。

用户指南        

•       新教程

◦       可压缩流

▪       燃气轮机空气动力学：后处理

◦       热传递和辐射

▪       基于零部件的壳体：排气管

◦       多相流

▪       混合多相：喷泉

◦       运动

▪       常规网格重构：具有小间隙的摆线泵

◦       固体应力

▪       使用自适应时间步的超弹性应力分析：三叶心脏瓣膜

▪       具有打开和关闭流道的 FSI：隔膜阀（刚性平面接触：隔膜阀的替换）

◦       电磁

▪       电路：全波整流器

•       修改后的教程

◦       伴随形状优化：双元件机翼的网格灵敏度 - 已更新，以使用模拟操作序列自动执行这些步骤

◦       复杂化学：甲烷-空气射流火焰 - 现在使用自动加速度

◦       固体氧化物燃料电池 - 修订为使用相多孔介质

◦       使用设计管理器的零部件替换 - 围绕替换零部件实施局部体网格化

◦       材料校准：曲线拟合非牛顿模型参数 - 添加用于由化学流变学模型固化的新截面

◦       其他几个教程已更新，以符合各自领域的最新用户界面和默认设置。