Star-CD(Computational Dynamics)

 

Star-CD была первой в мире программой, включившей в себя процедуру так называемых скользящих сеток. Эффективная параллелизация алгоритма решения, основанного на применении метода конечных объемов, в сочетании с уникальными методиками автоматизированного разбиения области течения позволяет моделировать задачи любой степени геометрической сложности.

Традиционными областями применения Star-CD являются следующие области:

· Транспорт;

· Энергетика;

· Химическая и обрабатывающая;

· Общее машиностроение;

· Строительная;

· Электротехническая и электронная;

· Газо- и нефтедобыча;

Star-CD является многоцелевым единым CFD-пакетом, предоставляющим пользователю следующие возможности для решения задач механики жидкостей и газов на всех типах сеток:

· Стационарные и нестационарные течения;

· Ламинарные течения – модель Ньютона и неньютоновские жидкости;

· Турбулентные течения (применяется несколько наиболее известных моделей);

· Сжимаемые и несжимаемые (включая около- и сверхзвуковые);

· Теплоперенос (конвективный, радиационный, теплопроводность с учетом твердых тел);

· Массоперенос;

· Химические реакции;

· Горение газообразного, жидкого и твердого топлива;

· Распределенное сопротивление (например, в пористых средах, теплообменниках);

· Многокомпонентные течения;

· Многофазные потоки – модель Лагранжа (дисперсные газы – твердое тело, газ – жидкость, жидкость – твердое тело, жидкость – жидкость);

· Многофазные потоки – модель Эйлера;

· Свободные поверхности;

К числу других возможностей относятся:

· Графический и командный ввод;

· Специализированные режимы работы «новичок»/ «эксперт», сопровождаемые интерактивными подтверждениями и средствами подсказки;

· Обширный набор средств построения сеток, включая автоматизированное сгущение;

· Импорт геометрических моделей в форматах STL, IGES и VDAFS;

· Интерфейсы к CAD/CAE – программам, включая трансляцию конечно-элементных моделей, графическое представление результатов и др.: Ansys, HEXAR, ICEM, I-DEAS, Nastran, Patran, Hypermech и SAMM;

· Разнообразные средства визуализации и обработки результатов (векторные, цветовые контурные заливки, изоповерхности, сечения, трассировка частиц, анимация и др.);

· Экстаполяция результатов на сетке и поверхности произвольного вида (используются для выдачи результатов в конечно-элементные пакеты);

· Построение графиков;

В качестве препроцессора в Star-CD  используется SAMM (Semi Automatic Meshing Methodology – «полуавтоматическая технология разбиения») разработка инжиниринговой фирмы Adapco. SAMM предоставляет следующие возможности:

· Использование смешенных сеток как из четырех традиционных (например, гексагональных и тетраэдрических), так и из уникальных срезанных призматических элементов;

· Процедура автоматической «сшивки» полей параметров в смежных областях с несовпадающей разбивкой – произвольный интерфейс;

· Автоматизированное адаптивное сгущение, основанное на оценке ошибки расчета;

· Динамическое искажение (подстройка) сетки для решения задач с переменными граничными условиями (например,поршневые двигатели);

· Временно-зависимые, так называемые скользящие сетки с использованием алгоритма «произвольный интерфейс» для лопаточных машин и др.;

· Дополнительные адаптивные процедуры перестройки (такие, как динамическое внедрение и удаление элементов и до.);

· Множественные вращающиеся системы координат для моделирования процессов, происходящих в многоступенчатых турбинных насосах, вентиляторах и т.д.;

· Средства учета циклической симметрии или других видов периодичности для лопаточных и многоступенчатых машин с целью уменьшения размерности задачи.

Star-CD использует высокоэффективные численные алгоритмы. Как правило для, для каждых 100 тыс. ячеек требуется около 39 Мбайт памяти. Версия Star-CD  для многопроцессорных платформ Star-CD HPC обеспечивает практически линейное приращение скорости счета (так, например, на 60-процессорной платформе было достигнуто 57-кратное ускорение).

Устойчивые численные процедуры обеспечивают возможность решения сверхбольших задач (например, для моделирования обтекания машины Е-класса  специалисты Mercedes Benz использовали модель из 10 000 000 элементов. Решение проводилось на 128-процессорном компьютере IBM SP2. Запрос памяти под задачу составил 6000 Мбайт.