中车株洲电力机车有限公司应用 Simcenter STAR-CCM+增强 CFD 仿真能力

故事摘要
    业务诉求
        轨道车辆在 CFD 方面由于模型规模较大，对 CFD 建模效率、并行计算效率要求较高，中车株洲电力机车有限公司以往应用的 CFD 软件在建模方面效率不高，影响工作进度，CAE 人员对模型的处理也很困难。
    解决方案
        中车株洲电力机车有限公司在产品研发方面与西门子数字化工业软件紧密合作在数字化研发平台、产品性能虚拟验证仿真分析等方面，采用西门子数字化工业软件的产品与方案，有效地促进了产品研发能力与效率的提高。CFD 仿真分析应用西门子数字化工业软件的 SimcenterTM STAR-CCM-TMsoftware，在仿真效率方面取得了很好的效果。
实施效果：
        中车株洲电力机车有限公司应用Simcenter STAR-CCM+进行轨道车辆的 CFD仿真，在仿真效率上得到极大的提高，以铁路车辆过隧道 CFD 仿真为例，应用 SimcenterSTAR-CCM+软件，建模与后处理的综合效率提高3倍以上，节省了大量的时间，使仿真人员可以将更多时间用于结果评估、改进优化等方面，真正发挥仿真驱动设计的作用。

企业背景介绍

中车株洲电力机车有限公司简介:

        中车株洲电力机车有限公司是中车旗下核心子公司，公司建立了中国业内型谱最全、品种最多的产品体系，形成了电力机车、城轨车辆、动车组等三大核心业务，公司坚持创新驱动发展，打造“平台化、模块化、简统化、标准化”创新研发体系建设，公司已发展为中国轨道电力牵引装备主要研制生产基地和城轨交通设备国产化定点企业，享有“中国电力机车之都”的美誉。

企业亟待解决的业务问题

        轨道车辆在 CFD 方面有大量的仿真工作，特别是模型规模较大，对 CFD 建模效率、并行计算效率有较高的要求，中车株洲电力机车有限公司以往应用的 CFD 软件在对复杂模型的建模、计算求解等方面效率不高，影响仿真的工作进度CAE 人员对模型的处理也比较困难，通过应用西门子工业软件的 Simcenter STAR-CCM+，有效地解决这些问题。

企业应用实践与探索

解决方案实际应用情况与探索：

        中车株洲电力机车有限公司近期采用西门子工业软件的 CFD 仿真软件 SimcenterSTAR-CCM+，通过应用该软件具有的一体化的 CFD 建模、不限核数的并行计算、逼真的后处理，显著地提升了产品流体仿真的效率。

轨道车辆的外气动仿真应用

轨道车辆的空调系统仿真应用，客室与司机室内热舒适性仿真应用：

        同时，中车株洲电力机车有限公司进行创新性的新兴产品研发，在磁悬浮、新能源动力电池、超级电容、混合动力内燃机车等轨道车辆的研发中探索应用 SimcenterSTAR-CCM+进行电池包的热管理仿真。

实施成效:

        中车株洲电力机车有限公司应用Simcenter STAR-CCM+在以下几个方面取得显著的应用效果:

        1、一体化的环境，在模型前处理、求解、后处理方面效率高，节省了大量的建模时间;

        2、后续模型调整，避免了大量繁琐的模型导入导出与模型重复设置，通过设置重用，效率更高

        3、模型局部网格细化，通过对粗网格结果的插值计算，节省计算步，提高效率

        以铁路车辆过隧道 CFD 仿真为例，应用Simcenter STAR-CCM+软件，无论是后续模型调整中的车辆模型变化，还是隧道模型变化，建模与后处理的综合效率可以提高3倍以上。

实施企业反馈与点评:

        “通过 Simcenter STAR-CCM+软件提供的一体化前处理、求解、后处理环境，不用对模型进行重复的导入导出、重复设置通过模型的设置重用以及先进高效的网格技术，节省了大量的时间，可以将更多时间用于结果评估、改进优化等方面，真正发挥仿真驱动设计的作用。“

朱颖谋博士 高级工程师

施柱 CFD 仿真资深专家

中车株洲电力机车有限公司

未来合作展望:

        未来进一步探索一维系统仿真SimcenterTM AmesimTMsoftwareSimcenter STAR-CCM+联合进行热管理仿真，并进一步开拓降低模型 ROM 在系统仿真中的应用。同时在 MBSE 研发体系创新，数字李生等方面与西门子数字化工业软件开展交流合作。