Auswertung

Simcenter STAR-CCM+ bietet modernes und leistungsstarkes Postprozessing mit fortgeschrittenem Rendering. Möglich sind die qualitative und die quantitative Auswertung von Berechnungsergebnissen aus CFD-, DEM-, SPH- und FEM-Berechnungen. Darüber hinaus ist der Export von Daten möglich. Mit Hilfe von Templates und durch die Integration von Skriptsprachen bietet STAR-CCM+ weitreichende Möglichkeiten zur automatisierten Ergebnisanalyse.

Postprozessoren erlauben eine vielfältige qualitative Darstellung der berechneten Ergebnisse, um die maßgeblichen Strömungseffekte zu erkennen und zu visualisieren. Je nach gewählter Visualisierung erfolgt die Darstellung dabei auf Flächen oder im Volumen. Der Benutzer kann dabei die Beleuchtung, die Oberflächenstruktur (Rendering), die Transparenz, die Beschriftung und weitere darstellungsspezifische Eigenschaften kontrollieren. Die Darstellungen können in übliche Bildformate (PNG, JPEG, BMP, PS, EPS u.ä) sowie 3D-Formate (VRML) exportiert werden.

Ebenen können achsnormal oder in beliebiger Ausrichtung mittels Fußpunkt und Normalenrichtung oder durch Angabe dreier Punkte definiert werden. Die Ausdehnung der Ebenen kann kreisförming und rechteckig begrenzt werden.

Flächen zur Auswertung können neben Ebenen auch vielfältigere Formen aufweisen. Dazu können Flächen in ASCII-Format importiert werden oder als Isofläche einer Raumkoordinante beziehungsweise Lösungsgröße erzeugt werden. Eine Zylinderfläche entspricht zum Beispiel der Isofläche bei konstantem Radius, und die Phasengrenze wird durch die Isofläche der mittleren Stofffraktion gekennzeichnet.

Stromlinien stellen den Pfad eines masselosen Teilchens durch das Strömungsfeld dar. Die Darstellung erlaubt es, die Start- beziehungsweise Zielfläche der Stromlinien, deren Länge, Form und Färbung sowie die Farbskala auszuwählen. Die Darstellung kann im Volumen und auf Ebenen erfolgen. Desweiteren kann der Pfad der masselosen Teilchen durch sich bewegende Symbol auf den Stromlinien analysiert werden.

Vektoren zeigen lokal die Größe und Richtung einer vektoriellen Größe (Geschwindigkeit, Druckgradient) an. Dabei ist es möglich den Ort und die Anzahl der Vektoren sowie deren Aussehen (Länge, Form, Färbung, Farbskala) auf einer Fläche beziehungsweise in einem Volumen zu bestimmen. Außerdem können tangentiale und normale Projektionen der Vektoren auf Flächen dargestellt werden.

Konturplots stellen den Verlauf einer lokalen Größe (Druck, Geschwindigkeit) auf einer Fläche mittels Farbbändern dar. Die Anzahl und Färbung der Farbbänder kann benutzerspezifisch gewählt werden. Durch Ausblenden der Farbbänder und Einblenden der zugehörigen Begrenzungslinien können Ansichten mit Isolinien erzeugt werden

Gerenderte Volumen können zur Visualisierung skalarer Größen in Volumen benutzt werden. Dabei wird die Transparenz innerhalb des Volumens in Abhängigkeit des Wertes einer skalaren Größe (zum Beispiel Rauchgaskonzentration) variiert. Diese Darstellung mit teilweiser Intransparenz kann zusätzlich mit dem Farbverlauf einer weiteren Größe (zum Beispiel Toxizität des Rauchs) eingefärbt werden.

Diagramme stellen den quantitativen Zusammenhang zwischen zwei Größen dar. Im Allgemeinen erfolgt dabei eine räumliche Auswertung entlang einer definierten Gerade (zum Beispiel Druck über Höhe). Postprozessoren bieten jedoch auch die Möglichkeit, transiente Vorgänge zeit- und frequenzabhängig (Fast-Fourier-Transformation) darzustellen.

Animationen können zeitliche Änderungen in einer Strömung als Film darstellen, zum Beispiel ablösende Wirbel oder Partikelbahnen. Alle verwendeten Objekte sind, auch in stationären Simulationen, animierbar, beispielsweise die Längen von Stromlinien, die Lage von Flächen oder der Wert einer Isofläche. Gleichzeitig kann sich auch die Kamerperspektive ändern ("Flug durch die Geometrie"). Durch eine Animation können Geometrie und Strömung häufig besser veranschaulicht werden als durch Einzelbilder. Animationen können als MPEG4, WMV, AVI oder MPEG1 bis zu einer HD1080-Auflösung gespeichert werden.

Von besonderem Interesse zur quantitativen Bewertung eines Prozesses ist die Bestimmung aussagekräftiger Kennzahlen. Postprozessoren bieten die Möglichkeit mit einer Vielzahl an mathematischer Funktionen aus den berechneten Feldgrößen nahezu beliebige Kennzahlen zu berechnen. Dem Benutzer stehen folgende Funktionen zur Verfügung:

  • Längen-, Flächen- und Volumenberechnung
  • Längen-, flächen-, volumen- und massenstrombasierte Mittelung und Integration
  • Kraft- und Drehmomentbestimmung
  • Mathematische Grundfunktionen (Winkel-, Exponentialfunktionen usw.)

Damit können leicht folgende Kennzahlen berechnet werden:

  • Mittlere Größe in Ebenen und deren (Standard-)abweichung
  • Druck-, Temperatur-, und Dichtedifferenz zwischen Querschnitten
  • Drehmoment, mech. Antriebsleistung,
  • Wirkungs-/Effizienzgrad,
  • Kraft-/Momentenbeiwert
  • Mischungsgrad/-güte
  • und vieles mehr.

Eine Besonderheit ist hierbei, das die Einheiten bei allen Rechenoperationen berücksichtigt und Umrechnungen zwischen verschiedenen Einheitensystem (SI, CGS, Imperial) unterstützt werden. Umrechnungsfehler bei der Auswertung der Ergebnisse sind damit nahezu ausgeschlossen. Die berechneten Werte können in Tabellenform angeordnet und ins ASCII-Format exportiert werden.

Postprozessoren bieten die Möglichkeit mehrere Berechnungsergebnisse (zum Beispiel unterschiedliche Entwürfe einer Maschine) gemeinsam auszuwerten und zu vergleichen. Nachdem die Ergebnisdateien unterschiedlicher Berechnungen importiert wurden, können diese Ergebnisse synchron bearbeitet werden. Die Unterschiede zwischen den Entwürfen können durch Darstellung der Differenzen (des Drucks, der Geschwindigkeit usw.) visualisiert werden.