Simcenter STAR-CCM+ 作為專業(yè)多物理場 CFD（計算流體力學(xué)）軟件，可最大程度減少仿真中的近似與假設(shè)，憑借全面、精準(zhǔn)且高效的流體力學(xué)相關(guān)多物理場建模能力，精準(zhǔn)捕捉影響復(fù)雜產(chǎn)品性能的物理場，助力用戶提升設(shè)計預(yù)測性能與實際產(chǎn)品的一致性信心。

一、核心多物理場 CFD 功能（5 類）

1. 空氣動力學(xué)

可對氣體、液體單相流進行全面 CFD 建模，覆蓋可壓縮 / 不可壓縮流、亞音速 / 超音速 / 高超聲速流、層流 / 湍流等場景。針對湍流，提供雷諾平均納維斯托克斯（RANS）、分離渦模擬（DES）、大渦模擬（LES）等先進湍流模型，滿足不同行業(yè)工程師的仿真需求。

2. 多相流

支持模擬分層、分散、離散、薄膜等多種流態(tài)的工程問題。因單一多相模型無法覆蓋所有流態(tài)，軟件提供全面的多相 CFD 模型，支持模型結(jié)合使用及流態(tài)間智能轉(zhuǎn)換，可仿真多流態(tài)、多尺度多相流，精準(zhǔn)預(yù)測產(chǎn)品實際運行行為。

3. 光滑粒子流體動力學(xué)

在基于網(wǎng)格的有限體積法之外，提供無網(wǎng)格 CFD 替代方案 —— 光滑粒子流體動力學(xué)（SPH）。該方法穩(wěn)健高效，可輕松處理復(fù)雜幾何形狀與運動問題，無需額外操作即可解析復(fù)雜高動態(tài)流場；且已無縫集成至軟件中，用戶可直接利用軟件端到端流程自動化與設(shè)計探索功能。

4. 顆粒流集成

聚焦顆粒效率提升、分布優(yōu)化、能耗降低、磨損減少及整體性能優(yōu)化，可精準(zhǔn)仿真真實粒子形狀的運動與接觸狀態(tài)，保障物料處理性能。與其他 CFD 工具不同，軟件在單一仿真環(huán)境中實現(xiàn)流動與粒子物理場耦合，大幅減少仿真設(shè)置工作量；同時提供基于網(wǎng)格和無網(wǎng)格的離散元方法（DEM），供工程師選擇適配的粒子建模方式。

5. 反應(yīng)流與排放模型

提供整套反應(yīng)流和排放模型，可實現(xiàn)反應(yīng)流與熱傳導(dǎo)、輻射、多相反應(yīng)、表面化學(xué)的緊密耦合。借助各類反應(yīng)流模型，用戶能分析并優(yōu)化火焰形狀與位置，降低固體組分溫度、減少排放、提升工藝性能；還可預(yù)測火焰?zhèn)鞑恿W(xué)、熱傳導(dǎo)、熱磨損、排放、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、選擇性及不良工況，輔助工藝優(yōu)化。

二、其他多物理場 CFD 功能（5 類）

1. 熱傳導(dǎo)仿真

集成傳導(dǎo)、對流、輻射、共軛熱傳導(dǎo)、沸騰等全套熱傳導(dǎo)物理場，可精準(zhǔn)預(yù)測流體與固體中的溫度分布。依托多時間尺度技術(shù)及復(fù)雜流體 / 固體網(wǎng)格劃分，即便流體力學(xué)與固體熱力學(xué)時間尺度差異顯著，也能快速求解復(fù)雜共軛熱傳導(dǎo)（CHT）問題。

2. 氣動聲學(xué)噪聲源預(yù)測

涵蓋穩(wěn)態(tài)模型、直接模型（DES/LES）、傳播模型及聲學(xué)擾動方程（APE）求解器，支持混合氣動聲學(xué)方法：先通過 CFD 仿真捕獲流動湍流并轉(zhuǎn)換為氣動聲學(xué)源，再將聲源導(dǎo)入第二個聲學(xué)（FEM）仿真模型，最終預(yù)測聲源在環(huán)境中的傳播（含反射、吸收），例如可預(yù)測汽車后視鏡的車內(nèi)噪聲。

3. 流固耦合（FSI）仿真

同時支持基于有限體積（FV）的 CFD 與基于有限元（FE）的計算固體力學(xué)（CSM），用戶可在單一集成化 CFD 軟件界面中完成流固耦合仿真，能求解靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、動態(tài)問題（含非線性幾何體及多零件粘合觸點、小滑動觸點問題）。此外，軟件還擴展機械流固耦合功能，提供高效熱應(yīng)力分析工作流程，可先求解流體與結(jié)構(gòu)間的熱傳導(dǎo)，再評估固體區(qū)域熱應(yīng)力。

4. 計算流變學(xué)仿真

內(nèi)置計算流變學(xué)功能，工程師可仿真以擴散、粘性或粘彈性行為為主的流體，借助新增有限元求解器完成建模。該功能對消費品、廢物處理、食品飲料等行業(yè)尤為實用（如操作攪拌器、處理流動容器、漿料、擠壓及材料加工場景），能助力降低功耗與原材料消耗、減少排放，同時提升產(chǎn)品可靠性與用戶體驗、降低責(zé)任成本；提供自由曲面、部分填充、粘性能量、薄膜流延、短纖維等全套求解器模型。

5. 電磁仿真

提供多種電磁模型，可解決電磁閥、螺線管、激勵器、電動機變壓器等一系列電磁仿真問題。作為多物理場 CFD 套件，軟件支持集成式電磁功能，一次仿真即可實現(xiàn)冷卻液流、熱傳導(dǎo)與電磁的緊密耦合；同時具備廣泛建模能力，可仿真磁流體動力學(xué)（MHD）應(yīng)用，如等離子弧、氣體爆炸斷路器、焊接等場景。

三、更多功能

1.網(wǎng)格劃分：

Simcenter STAR-CCM + 網(wǎng)格劃分功能以快速、可靠、高保真為核心，提供四面體、修剪六面體、首創(chuàng)多面體等豐富類型，含棱柱層、薄層等專項技術(shù)，支持同一仿真組合多網(wǎng)格。

其具備全局 / 局部 / 自動化網(wǎng)格控制，結(jié)合模型與解決方案的自適應(yīng)網(wǎng)格細化，平衡精度與成本。還擁前沿移動網(wǎng)格技術(shù)，可與物理場、運動建模協(xié)同，實現(xiàn)嵌套網(wǎng)格仿真、6 自由度運動預(yù)測等，復(fù)現(xiàn)機器運轉(zhuǎn)，適配多 CFD 場景。

2.自動化:

Simcenter STAR-CCM + 自動化功能聚焦全仿真流程，集成 CAD 到優(yōu)化于單一平臺，以高保真幾何處理、自動網(wǎng)格等為基礎(chǔ)。無需代碼可建可靠復(fù)用流程，也支持 JAVA 腳本實現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)自動化。其能在單一環(huán)境探索超 100 種設(shè)計，提供參數(shù)化工具，可自動生成變體、掃描多參數(shù)。還含 SHERPA 算法、DOE、隨機研究工具，集成伴隨拓撲優(yōu)化，無需優(yōu)化專家也能高效找優(yōu)設(shè)計，適配增材制造需求。

3.數(shù)據(jù)分析：

Simcenter STAR-CCM + 的 CFD 數(shù)據(jù)分析功能，依托集成后處理實現(xiàn)?？赏ㄟ^線圖、直方圖等工具比較交流定量結(jié)果，用交互式環(huán)境創(chuàng)視覺化繪圖，還能借快速傅里葉變換、數(shù)據(jù)聚焦技術(shù)深挖數(shù)據(jù)、可視化產(chǎn)品性能。

其專為設(shè)計探索定制，助力工程師找理想方案、識別設(shè)計與性能關(guān)聯(lián)、排除不可行設(shè)計，也能評估折衷方案、分析設(shè)計變化影響，且支持場景鏈接等功能，方便比較不同數(shù)據(jù)集結(jié)果。

4.可拓展的模擬：

Simcenter STAR-CCM + 許可模式簡潔靈活，單個許可證即可解鎖核心前 / 后處理、多物理場、HPC、云使用及設(shè)計探索優(yōu)化功能，且支持 HPC 資源擴展，可使用無限計算資源。

其支持 GPU 加速 CFD 仿真，能顯著提速、節(jié)能降本，可連夜運行 LES、氣動聲學(xué)等資源密集型高保真仿真，適配復(fù)雜產(chǎn)品建模。CPU 求解器技術(shù)直移植 GPU，確保兩類計算結(jié)果一致，支持無縫切換硬件方案。