STARCCM軟件采購單一來源

1、STAR-CCM+ 軟件采購單一來源論證報告船舶與海洋工程學(xué)院2019 年 11 月軟件名稱： STAR-CCM+西門子工業(yè)軟件（上海）有限公司是 Siemens 公司在中國的全資子公司。 Siemens是全球 領(lǐng)先的多領(lǐng)域工程仿真 （CAE）解決方案供應(yīng)商， 在工業(yè)仿真領(lǐng)域有超過 35年的實際工程經(jīng)驗， 不僅提供軟件的開發(fā)，而且拓展到了包括 CFD和 FEA 等 CAE領(lǐng)域的工程服務(wù)。 STAR-CCM是+ Siemens開發(fā)的新一代 CFD軟件， 屬于 Siemens擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的軟件包 ，它采用了最新的 IT 和 CFD技術(shù)，繼承并發(fā)展了 Siemens 公司多年來在 CAE行業(yè)的經(jīng)

2、驗與成果。 STAR-CCM在+全 球超過 8000 多個用戶。該軟件包含有幾何建模、模型前處理、計算執(zhí)行及計算結(jié)果后處理與 分析一體化的集成環(huán)境，能夠提供復(fù)雜幾何的處理能力，減少表面網(wǎng)格和體網(wǎng)格的準(zhǔn)備時間， 提供廣泛的物理模型來解決跨學(xué)科的綜合工程問題。 尤其是其先進(jìn)的動網(wǎng)格技術(shù)和高效的網(wǎng)格 劃分效率被工業(yè)界廣泛認(rèn)可。在船舶行業(yè)中的主要應(yīng)用有：船舶阻力、自航計算；螺旋槳敞水性能、空泡計算、節(jié)能裝 置計算；船舶操縱性計算；船舶及海洋結(jié)構(gòu)物耐波性計算等。二 軟件模塊及功能， License 形式1 版本號： STAR-CCM+ 2019.12 License 形式：網(wǎng)絡(luò)浮動版3 軟件模塊Modu

3、les（模塊）Description （描述）No.（數(shù)量）Price（價格）STAR-CCM+POWERSESSIONSTAR-CCM+ Powersession 包含幾何參數(shù)化建模，自動網(wǎng)格劃分、 多物理場求解和專家級后處理整個仿真流程的所有功能，并且其 不限并行計算規(guī)模。1網(wǎng)絡(luò)浮動版4 軟件功能（一）、 STAR-CCM+可以在單個工作界面集成整個仿真流程，是一款真正的幾何處理、網(wǎng)格劃分、求解器、后處理完全一體化環(huán)境的軟件。在做幾何多參計算、部件替換流場計算方 面，高度自動化，大大提高多參流場計算效率。 其模擬環(huán)境提供執(zhí)行工程分析所需的所有階段，其包括導(dǎo)入并創(chuàng)建幾何、網(wǎng)格生成、控制方程求

4、解、結(jié)果分析、設(shè)計探索研究模擬工作流程自 動化、連接其他 CAE 軟件進(jìn)行協(xié)同仿真分析?；诠ぷ髁鞒套詣踊?， STAR-CCM+在工作效 率方面遠(yuǎn)超其他同類產(chǎn)品，被工業(yè)界廣泛認(rèn)可。（二）、除了自帶 3D-CAD 建模功能外， STAR-CCM+ 能夠?qū)胧袌錾蠋缀跛兄髁魅S 建模軟件的數(shù)據(jù)格式文件， 并擁有包含包面， 幾何表面手工修復(fù)， 網(wǎng)格質(zhì)量檢查等高效的前處理功能運用 STAR-CCM+ 能夠檢查導(dǎo)入幾何模型的表面錯誤， 可手動或者通過包面技術(shù)修復(fù) CAD 導(dǎo)入表面的穿刺、干涉、重疊、縫隙、小漏洞等錯誤。在工業(yè)級別的CFD 應(yīng)用中，前處理的網(wǎng)格生成部分往往占據(jù)了整個項目工作的大多數(shù)人工時

5、間，而其中又以表面處理部分為甚。 STAR-CCM+ 的包面（ Surface Wrapper）技術(shù)可以自動地將復(fù)雜幾何形體處理成完全拓?fù)浞忾] 的、無任何泄漏的表面，以生成計算域的體網(wǎng)格。此外， STAR-CCM+能夠全自動進(jìn)行面網(wǎng)格重構(gòu)并生成體網(wǎng)格，體網(wǎng)格有四面體、切割體 及多面體 3 種格式，而 STAR-CCM+提倡的多面體網(wǎng)格更是目前 CFD 行業(yè)發(fā)展的一個趨勢。 多面體網(wǎng)格由于正交性較好， 它既具有和六面體網(wǎng)格相近的精確度， 也具有和四面體網(wǎng)格一樣 易于自動化生成的特點。 STAR-CCM+ 能夠直接生成多面體網(wǎng)格，可以對網(wǎng)格進(jìn)行靈活操作， 比如通過面網(wǎng)格加密或者控制體進(jìn)行網(wǎng)格加密等

6、。（三）、對于因物體的變形和相對運動引起的動網(wǎng)格問題， STAR-CCM+ 提供網(wǎng)格變形 （ Morpher）和嵌套網(wǎng)格 （Overset Mesh）兩種方法。網(wǎng)格變形技術(shù)用于計算變形及包含運動的 計算，通過類似彈簧光順的方法來考慮網(wǎng)格的變形。 設(shè)置參數(shù)簡單， 不需要對網(wǎng)格參數(shù)進(jìn)行控 制。而特有的嵌套網(wǎng)格技術(shù)通過多套網(wǎng)格之間的數(shù)值插值計算， 避免了網(wǎng)格變形引起的網(wǎng)格質(zhì) 量下降， 進(jìn)而避免可能的計算發(fā)散和精度損失問題。 利用動網(wǎng)格技術(shù)可以更加高效、 便利的模 擬復(fù)雜的運動和運動物體，如水彈性、螺旋槳旋轉(zhuǎn)、操舵、船舶或海洋結(jié)構(gòu)物在波浪上的運動 響應(yīng)等問題。（四）、 STAR-CCM+ 可通過選用物

7、理模型輕松定義各種波浪，無需任何二次開發(fā)。 STAR-CCM+提供幾種波浪模型，應(yīng)用于初始化和邊界條件設(shè)定，并可以隨意定義傳播方向：線性一階波浪非線性 Stokes5階波浪 Pierson-Moskowitz 和 JONSWAP 波譜 （ITTC 波譜，長峰不規(guī)則波）任意方向傳播，振幅和周期的線性波疊加（不規(guī)則波浪海域）STAR-CCM+利用二階時間差分格式可以精確模擬波浪船舶，并可以定義波浪阻尼及壁面 反射波等。（五）、通過調(diào)用 STAR-CCM+的 DFBI （Dynamic Fluid Body Interaction）模型可以計算物體 的任意自由度方向上的運動狀態(tài)并實時更新， 且可通過

8、定義懸鏈線和彈簧計算浮體的系泊， 該 模型無需任何二次開發(fā)或者 GUI 語言，僅需要設(shè)置浮體的質(zhì)量，重心坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動慣量。（六）、船舶實尺度模擬是目前學(xué)術(shù)界和船舶工業(yè)界非常熱門的研究課題， 各大船級社和 研究機構(gòu)均成立課題組做實尺度計算的分析與驗證， 在國外已經(jīng)有部分設(shè)計單位將實尺度計算 替代模型尺度計算應(yīng)用于實際的開發(fā)項目中， 尤其是節(jié)能裝置的研發(fā)中， 其中大部分項目選用 STAAR-CCM+作為 CFD仿真工具。英國勞氏船級社在 2016年11月舉辦 Full Scale Workshop， 邀請業(yè)內(nèi)研究機構(gòu)盲算一艘有實尺度試航實驗的散貨船， 計算內(nèi)容包括靜水阻力、 螺旋槳敞水、 航速預(yù)報和

9、螺旋槳空泡計算。該研討會共收到來自 19家單位共 60個計算結(jié)果，其中 12 家單 位選用 STAR-CCM+作為 CFD 工具，在和實驗結(jié)果比較中， STAR-CCM+ 的計算精度能夠達(dá)到 2%。（七）、STAR-CCM軟+件更新- 新增勢流和粘流耦合求解的高階模塊- 新增求解完整的 Rayleigh 方程的空泡模型- 提升面網(wǎng)格劃分質(zhì)量- 在 Repair Surface 中新增搜索和選擇功能- 新增不帶體網(wǎng)格的 6 自由度運動模型- 新增嵌套網(wǎng)格中邊界層的自由優(yōu)化功能- 新增 VR 后處理功能- 新增 PLMXML文件導(dǎo)入功能- 新增設(shè)計管理器平行繪圖功能三 其他科研院所及客戶同類軟件配

10、置及使用情況（一）、目前 STAR-CCM軟+件被廣泛應(yīng)用于各種研究機構(gòu)和高校。 國內(nèi)使用 STAR-CCM軟+件的主要客戶等大致如下：序號用戶1江南造船廠2大連船舶重工集團3上海船舶設(shè)計院（ SDARI）4廣船國際5上海交通大學(xué)6大連中遠(yuǎn)7702 所8705 所9708 所10711 所11712 所12715 所13大連理工大學(xué)14哈爾濱工程大學(xué)15上海船舶研究設(shè)計院16集美大學(xué)17上海船舶運輸科學(xué)研究所四 購置的必要性1、對學(xué)科建設(shè)的支撐作用海洋工程與技術(shù)專業(yè)是我校為迎合我國海洋工程裝備大發(fā)展于 2011 年新增本科專業(yè)，該 專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體等諸方面全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實，知識面廣，能

11、適應(yīng)社會發(fā)展的需要， 具備現(xiàn)代海洋工程裝備設(shè)計、 研究、建造的基本技能和管理基礎(chǔ)知識， 計算機編程及應(yīng)用能力， 能在海洋工程裝備設(shè)計、研究、制造、檢驗、使用、教育和管理等部門從事技術(shù)和管理方面工 作的海洋工程學(xué)科高級工程技術(shù)人才， 尤其側(cè)重為國內(nèi)各大海洋工程企業(yè)和地方海洋工程企業(yè) 培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、 專業(yè)知識面廣、 動手能力強、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型、 復(fù)合型人才。我校船舶與海洋工程學(xué)院的“船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造”學(xué)科為國家重點學(xué)科培育建 設(shè)點、“十五”、“十一五”江蘇省重點學(xué)科。 “船舶與海洋工程”一級學(xué)科于 2008年 7 月獲批 江蘇省首批一級學(xué)科重點學(xué)科。而且船舶與海洋工程專業(yè)是

12、國家特色建設(shè)專業(yè)、國防科工委 重點建設(shè)專業(yè)、江蘇省品牌專業(yè)，同時也是江蘇省船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會秘書處以及江蘇省船舶 先進(jìn)制造技術(shù)中心掛靠單位。目前我國海洋工程興起投資建造熱潮從鉆井設(shè)備和采油設(shè)備的生產(chǎn)商來看，大多數(shù)都是 日本、韓國、新加坡的船企；從設(shè)計商來看主要是美國、挪威、荷蘭；在承包商方面主要是 美國。我國在海洋工程設(shè)計、建造、承包等方面的實力均還比較薄弱。但是，海洋工程行業(yè) 的高利潤絕對是一個值得深挖的 “金礦 ”，海洋工程未來發(fā)展的空間還相當(dāng)大，急需大批海洋 工程方面的專業(yè)人才。國家目前已對海洋工程相當(dāng)重視，投入大量的資金來提高該領(lǐng)域的研究水平，船舶與海洋學(xué)院已經(jīng)專門成立了海洋工程專業(yè)來順

13、應(yīng)目前的形式。海洋工程與技術(shù)卓越工程師計劃通過校級論證，如 海洋工程與技術(shù)新增本科專業(yè) 2011 年 獲得批準(zhǔn)，計劃于 2011 年開始招生。需要較完善的海洋工程軟件對其進(jìn)行教學(xué)支撐。所以購買船舶與海洋工程領(lǐng)域的 STAR-CCM+ 軟件新增模塊能（ 1） 有利于“ 海洋工程與技術(shù)卓越工程師培養(yǎng)計劃 ”的順利實施；（ 2） 有利于 STAR-CCM+ 軟件功能的完善 ；（ 3） 加速“船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造”學(xué)科成為國家重點學(xué)科的進(jìn)程；（ 4） 鞏固“船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造”為江蘇省重點學(xué)科和一級學(xué)科重點學(xué)科的地位；（ 5） 加強船舶與海洋工程專業(yè)為國家特色建設(shè)專業(yè)、 國防科工委重點建設(shè)專

14、業(yè)和江蘇省品牌 專業(yè)的地位；（ 6） 有利于我院省級 “船舶與海洋工程實驗教學(xué)示范中心” 的建設(shè)和國家級 “船舶與海洋工 程實驗教學(xué)示范中心”的申報成功；（ 7） 有利于我院海洋工程專業(yè)學(xué)科教學(xué)的需求；（ 6） 提升船舶與海洋工程的學(xué)科建設(shè)水平，大幅度提高相關(guān)人才的培養(yǎng)質(zhì)量；（ 7） 有利于船舶與海洋工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)競爭能力。2、為本科教學(xué)及研究生培養(yǎng)提供必要的條件 新增設(shè)“海洋工程與技術(shù)”新專業(yè)及“卓越工程師計劃”需要更新更全的船舶與海工軟 件對其進(jìn)行支撐。目前，我校的船舶與海洋工程專業(yè)中在專業(yè)培養(yǎng)方案中也開設(shè)了關(guān)于船舶 與海洋工程專業(yè)方向?qū)Ｓ糜嬎銠C軟件的教學(xué)與學(xué)生上機相結(jié)合的教學(xué)課程，其

15、中 STAR-CCM+軟件是開設(shè)該課程的必要條件， 同時， 在研究生培養(yǎng)過程中， 越來越多的研究生 從事海洋工程方向的研究課題，而這些課題絕大多數(shù)都需要 STAR-CCM+ 軟件的支撐。此外， 各主要學(xué)生就業(yè)單位也反饋了對學(xué)生掌握該軟件使用技能的需求信息。因此為了培養(yǎng)學(xué)生對 專業(yè)軟件的掌握程度，提升我校在該方向培養(yǎng)人才的質(zhì)量，該軟件的購買勢在必行。部分課程匯總表項目名稱1海洋平臺強度2海洋平臺設(shè)計原理3海洋工程基礎(chǔ)4船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計方法5海洋工程平臺設(shè)計原理6海洋工程環(huán)境學(xué)3、為科學(xué)研究提供基礎(chǔ)研究條件 目前，全球范圍內(nèi)的能源緊缺、使得海洋石油開發(fā)活動不斷加強，各類海洋鉆采平臺和 供應(yīng)船的需求大幅

16、上升。中國海洋工程的設(shè)計和建造市場發(fā)展也十分看好，其中僅山東省手 持海洋鉆井平臺及其配套裝備的合同金額就高達(dá) 200 億元。重點實驗室的建設(shè)和相關(guān)課題的 申報和研究都很需要 STAR-CCM+軟件作為技術(shù)保障，而申報和做這些項目的前提是我校有 STAR-CCM+軟件較全的版權(quán)。而且目前我院也有很多相關(guān)課題的研究正在使用該軟件。所以，STAR-CCM+軟件新增模塊的購買為在船舶與海洋工程領(lǐng)域內(nèi)開展順應(yīng)形式發(fā)展的 領(lǐng)先研究奠定了必不可少的基礎(chǔ)。4、預(yù)期效益分析（ 1）教學(xué)方面：船舶與海洋工程專業(yè)的教學(xué)中都可涉及到 STAR-CCM+軟件的教學(xué)和學(xué)生上機實踐，每 年本科生的畢業(yè)設(shè)計都大量使用該軟件。

17、該軟件也是海洋方向的本科生的主要大型應(yīng)用軟件 之一。而且相關(guān)專業(yè)研究生的畢業(yè)論文也可使用該軟件作為技術(shù)支撐。特別是新增設(shè)“海洋 工程與技術(shù)”新專業(yè)及“卓越工程師計劃”更需要較全功能 STAR-CCM+ 軟件作為保障。所以購買和繼續(xù)使用該軟件對加強和提高學(xué)生對船舶與海洋工程的計算、分析和研究能 力非常有益的，同時還提高了我校相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)水平，培養(yǎng)了學(xué)生的研究 能力和創(chuàng)新能力；還可以改善青年教師人才培養(yǎng)的創(chuàng)新條件，為今后博士點的建設(shè)打下良好 的基礎(chǔ)。（ 2）科研方面 :我院使用 STAR-CCM+ 軟件已做了較多的科研工作，通過此次 STAR-CCM+軟件模塊的 新增，我院廣大教師可以該研究中心為平臺申報國家、省級和其它相關(guān)科研項目，這將對我 院乃至學(xué)?？蒲心芰Φ奶岣咦龀鲆环葚暙I(xiàn)。（3）對外服務(wù) 由于承擔(dān)了對外培訓(xùn)任務(wù)，我?？梢约訌娕c眾多海工企事業(yè)乃至學(xué)校的聯(lián)系，同時可以 帶來一定的經(jīng)濟效益。在另一方面將擴大海工專業(yè)畢業(yè)生與企業(yè)的聯(lián)系。五 單一來源的必要性目前我校船海學(xué)院重點實驗室的建設(shè)和相關(guān)課題的申報、 研究都需要 S