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教程
教程按步骤介绍了 Simcenter STAR-CCM+ 针对各种应用的使用方法，并提供特定应用的设置、初始化和求解流程步骤。大部分案例都提供了可下载的宏和模拟文件。
固体应力
本节教程介绍了用于计算固体区域的变形、应变和应力的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能。同时显示此类计算如何与流体结构相互作用的分析内的流体行为耦合。
共轭传热和热应力：排气岐管
Simcenter STAR-CCM+ 允许您将有限体积 (FV) 和有限元 (FE) 方法的优势在相同模拟中融为一体。
前提条件
本教程中的操作说明适用于已熟悉 Simcenter STAR-CCM+ 的某些操作方法的用户。

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教程
教程按步骤介绍了 Simcenter STAR-CCM+ 针对各种应用的使用方法，并提供特定应用的设置、初始化和求解流程步骤。大部分案例都提供了可下载的宏和模拟文件。
- 使用教程的宏和文件
  支持中心网站提供各种教程的宏、输入文件和最后模拟文件的可选下载包。这些宏和最终模拟文件是书面教程的辅助，因此您可以根据下载文件或使用宏构建并运行的模拟来检查最终结果。
- 简介
  欢迎使用 Simcenter STAR-CCM+ 入门教程。在此教程中，您可以探究重要的概念和工作流程。在学习其他资料之前，应先完成此教程。
- 基础教程
  基础教程以一系列简短的教程，介绍了 Simcenter STAR-CCM+ 的主要功能。
- 几何
  本节教程介绍了可创建和处理零部件与 3D-CAD 的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能。
- 网格
  本节教程介绍了用于构建 CFD 网格的各种 STAR-CCM+ 功能。
- 不可压缩流
  本节教程介绍了用于不可压缩流体流动以及孔隙率和求解录制的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能
- 可压缩流
  本节教程介绍了用于可压缩流体流以及谐波平衡的各种 Simcenter STAR-CCM+ 功能。
- 热传递和辐射
  本节教程介绍了适用于热传递、辐射和热舒适性的各种Simcenter STAR-CCM+ 功能。
- 多相流体
  本节教程介绍用于模拟多相流体流动问题的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能
- 离散元方法
  本节教程介绍了用于模拟离散元方法问题的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能
- 运动
  本节教程介绍了在模拟涉及移动几何和网格、动态流体相互作用以及刚体运动的问题时可以使用的各种 STAR-CCM+ 功能：
- 反应流体
  本节教程介绍用于模拟反应流体（例如燃烧）的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能。
- 固体应力
  本节教程介绍了用于计算固体区域的变形、应变和应力的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能。同时显示此类计算如何与流体结构相互作用的分析内的流体行为耦合。
  - 线性应力分析：悬臂梁
    此教程演示　Simcenter STAR-CCM+　线性有限元 (FE) 结构分析的基本概念和工作流。
  - 平面应力：拉伸力场内带圆孔的板
    此教程演示如何在 Simcenter STAR-CCM+ 中创建线性弹性有限元 (FE) 应力分析。
  - 连续壳体：压紧圆柱体
    在有限元分析中，连续壳体为薄体结构提供了一种有效的离散化方法，其中厚度明显小于其他维度。壳单元可以高精度捕捉平面内变形和弯曲变形，而无需在厚度方向上使用精细网格。使用壳单元不仅可以简化网格化过程，还可以减少当体单元拉伸得很薄时可能出现的网格变形问题。
  - 刚性接触的超弹性几何体：蠕动泵
    蠕动泵是一种移动流体通过软管的装置。它的工作原理是蠕动（圆管的收缩和舒张）。当流体进入柔性圆管时，连接到中心转子的辊会在旋转时压缩管。压缩会在辊后面营造真空，并随着辊的旋转而强制更多流体进入管道。
  - 使用自适应时间步的超弹性应力分析：三叶心脏瓣膜
    三叶瓣膜是通过柔性叶瓣变形实现打开和关闭的心脏瓣膜假体 [reflink]。由于瓣膜操作所依赖的弹性冲跳具有不稳定性，因此成功模拟瓣膜打开事件具有挑战性。Simcenter STAR-CCM+ 提供动态时间步控制，有助于成功实现模拟。
  - 时间步恢复：狭缝阀
    对于高度非线性模拟（例如，涉及冲击、非线性负载或较大变形的模拟），寻找较优时间步长可能极具挑战性。这是因为非线性现象通常发生在极短的时间窗口内。设置非常小的时间步可能导致计算成本高昂；但是，如果时间步太大，可能无法捕捉这些现象，模拟可能会失败。
  - 正则模态求解器：风轮机叶片
    在固体力学中，正则模态描述固体在一组固定频率（称为体的固有（或共振）频率）下的振荡运动。
  - 共轭传热和热应力：排气岐管
    Simcenter STAR-CCM+ 允许您将有限体积 (FV) 和有限元 (FE) 方法的优势在相同模拟中融为一体。
    - 前提条件
      本教程中的操作说明适用于已熟悉 Simcenter STAR-CCM+ 的某些操作方法的用户。
    - 导入歧管几何
      在本教程中，提供了固体歧管的 CAD 模型。根据此 CAD 模型，可为歧管创建几何部件，并抽取表示流体体积的几何部件。
    - 抽取流体几何
      要为流体创建几何零部件，您需要使用从固体歧管几何中抽取内部流体体积的操作。
    - 定义网格操作
      通过添加网格操作完成操作生成流程。在本教程中，您将为流体生成多面体网格并为固体生成四面体网格。要加速流体求解的收敛并防止在出口处出现反流，还要在出口处拉伸流体网格。
    - 创建区域、边界和交界面
      此模拟需要两个区域：一个对应固体歧管，一个对应流体。两个区域在流体-固体交界面处交换热数据。流体区域包含歧管内的流体与出口处的流体拉伸之间的内部交界面。
    - 生成网格
      要为流体和固体生成体网格，可在操作流程中执行网格操作。
    - 选择物理模型和材料
      本模拟需要两个物理连续体：一个用于气体区域，一个用于歧管区域。在流体和固态区域中，分别使用有限体积分离流体温度模型和有限元固体能量模型求解共轭传热。在固体区域中，还会求解对温度变化做出响应的热膨胀。
    - 为共轭传热定义边界条件
      为 CHT 分析定义边界条件。对于流体结构交界面，指定流体与歧管之间的耦合状况。对于流体，定义入口处的质量流率，并定义入口和出口处的气体温度。对于固体的外部表面，使用对流边界条件。对于实际上已安装在发动机上的歧管板，指定固定温度。
    - 约束固体零部件
      在约束零部件以进行热结构分析时，务必避免应用过分限制，进而导致不现实的应力集中的约束。在此模拟中，约束歧管上三个相互正交的表面，从而防止在垂直于表面的方向上发生位移。这组约束可防止刚体运动，同时允许固体结构自由膨胀。
    - 准备后处理
      要进行可视化，需创建显示整个气体和歧管的温度分布以及因温度变化而产生的歧管变形和应力的场景。要评估收敛，需监视 CHT 交界面处的热通量。
    - 运行模拟
      由于寻找的是流体和固体的稳态求解，因此先为流体流和共轭传热求解，然后在热场保持固定时为固体位移求解，这样会既方便又有效。
    - 总结
      本教程介绍如何设置考虑固体热膨胀的共轭传热 (CHT) 模拟。
  - 来自映射温度数据的热应力：排气岐管
    本教程介绍了如何在 Simcenter STAR-CCM+ 中进行热应力分析。
  - 流体结构相互作用：振动管
    本教程演示如何在 Simcenter STAR-CCM+ 中设置流体结构相互作用 (FSI) 问题。
  - 已预先指定固体运动的 FSI：扑动机翼
    在 Simcenter STAR-CCM+ 中，对于运动路径由多个叠加运动描述的系统，可以分析它们的双向耦合流体结构相互作用。
  - FSI 和 6 自由度运动：船舶螺旋桨的应力分析
    在流体结构相互作用模拟中，可定义固体结构与 6 自由度体的相对运动。典型应用是分析连接到船舶的螺旋桨上的机械应力。
  - 具有打开和关闭流道的 FSI：隔膜阀
    对于橡胶等超弹性非线性材料变形，Simcenter STAR-CCM+ 提供了执行具有打开和关闭流道的双向耦合流体-结构交互 (FSI) 模拟的功能。此功能可辅助（但不限于）一系列行业中使用的密封件、阀门和垫圈的设计。
  - FSI 网格重构：簧片阀
    涉及固体大位移的 FSI 模拟需要组合使用网格化技术。固体发生变形时，必须调整周围的流体以反映固体位移。如果位移较大，则定期对流体重新划分网格可以保持所需的网格质量。在对流体进行网格重构时，重构的流体必须保留根据网格重构事件计算的流体-结构交界面的位移（即，流体和固体网格处于一致状态）。
  - FSI 网格重构和网格化几何部件接触：橡胶套筒
    Simcenter STAR-CCM+ 可用于在模拟中对可变形结构和几何部件网格化表面之间的机械接触进行建模。这有助于模拟弹性固体与刚性障碍之间的相互作用，而无需对障碍进行显式建模。
- 气动声学
  本节教程介绍了 Simcenter STAR-CCM+ 中用于求解气动声学模拟的各种功能。
- 电磁
  以下教程介绍的功能用于求解涉及到电磁场的问题。
- 电化学
  以下教程演示了电流诱导的化学反应。
- 电池
  本节教程介绍用于设置电池模型的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能：
- 自动化
  本节教程介绍了多种 Simcenter STAR-CCM+ 自动化和宏功能。
- 设计探索
  本系列教程介绍了用于在Design Manager中运行设计探索研究的各种功能。
- 与 CAE 程序耦合
  本节教程介绍用于与 CAE 程序耦合的多种 Simcenter STAR-CCM+ 功能：
- 分析方法
  本节教程介绍了 Simcenter STAR-CCM+ 中用于分析和可视化模拟数据的各种功能。
- Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder
  本套教程介绍了使用专用加载项 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 在 Simcenter STAR-CCM+ 中模拟内燃机的功能。

前提条件

本教程中的操作说明适用于已熟悉 Simcenter STAR-CCM+ 的某些操作方法的用户。


方法	教程
使用可视化工具、场景和绘图	Simcenter STAR-CCM+ 简介
Simcenter STAR-CCM+ 应力分析工作流	线性应力分析：悬臂梁

如果您尚未这样做，请下载教程文件包。请参见从支持中心门户下载教程文件。

需要以下文件才能完成本教程：

启动模拟文件：solidStress/exhaustManifold.x_b