STARCCM软件采购单一来源

1、STAR-CCM+ 软件采购单一来源论证报告船舶与海洋工程学院2019 年 11 月软件名称： STAR-CCM+西门子工业软件（上海）有限公司是 Siemens 公司在中国的全资子公司。 Siemens是全球 领先的多领域工程仿真 （CAE）解决方案供应商， 在工业仿真领域有超过 35年的实际工程经验， 不仅提供软件的开发，而且拓展到了包括 CFD和 FEA 等 CAE领域的工程服务。 STAR-CCM是+ Siemens开发的新一代 CFD软件， 属于 Siemens拥有独立知识产权的软件包 ，它采用了最新的 IT 和 CFD技术，继承并发展了 Siemens 公司多年来在 CAE行业的经

2、验与成果。 STAR-CCM在+全 球超过 8000 多个用户。该软件包含有几何建模、模型前处理、计算执行及计算结果后处理与 分析一体化的集成环境，能够提供复杂几何的处理能力，减少表面网格和体网格的准备时间， 提供广泛的物理模型来解决跨学科的综合工程问题。 尤其是其先进的动网格技术和高效的网格 划分效率被工业界广泛认可。在船舶行业中的主要应用有：船舶阻力、自航计算；螺旋桨敞水性能、空泡计算、节能装 置计算；船舶操纵性计算；船舶及海洋结构物耐波性计算等。二 软件模块及功能， License 形式1 版本号： STAR-CCM+ 2019.12 License 形式：网络浮动版3 软件模块Modu

3、les（模块）Description （描述）No.（数量）Price（价格）STAR-CCM+POWERSESSIONSTAR-CCM+ Powersession 包含几何参数化建模，自动网格划分、 多物理场求解和专家级后处理整个仿真流程的所有功能，并且其 不限并行计算规模。1网络浮动版4 软件功能（一）、 STAR-CCM+可以在单个工作界面集成整个仿真流程，是一款真正的几何处理、网格划分、求解器、后处理完全一体化环境的软件。在做几何多参计算、部件替换流场计算方 面，高度自动化，大大提高多参流场计算效率。 其模拟环境提供执行工程分析所需的所有阶段，其包括导入并创建几何、网格生成、控制方程求

4、解、结果分析、设计探索研究模拟工作流程自 动化、连接其他 CAE 软件进行协同仿真分析。基于工作流程自动化， STAR-CCM+在工作效 率方面远超其他同类产品，被工业界广泛认可。（二）、除了自带 3D-CAD 建模功能外， STAR-CCM+ 能够导入市场上几乎所有主流三维 建模软件的数据格式文件， 并拥有包含包面， 几何表面手工修复， 网格质量检查等高效的前处理功能运用 STAR-CCM+ 能够检查导入几何模型的表面错误， 可手动或者通过包面技术修复 CAD 导入表面的穿刺、干涉、重叠、缝隙、小漏洞等错误。在工业级别的CFD 应用中，前处理的网格生成部分往往占据了整个项目工作的大多数人工时

5、间，而其中又以表面处理部分为甚。 STAR-CCM+ 的包面（ Surface Wrapper）技术可以自动地将复杂几何形体处理成完全拓扑封闭 的、无任何泄漏的表面，以生成计算域的体网格。此外， STAR-CCM+能够全自动进行面网格重构并生成体网格，体网格有四面体、切割体 及多面体 3 种格式，而 STAR-CCM+提倡的多面体网格更是目前 CFD 行业发展的一个趋势。 多面体网格由于正交性较好， 它既具有和六面体网格相近的精确度， 也具有和四面体网格一样 易于自动化生成的特点。 STAR-CCM+ 能够直接生成多面体网格，可以对网格进行灵活操作， 比如通过面网格加密或者控制体进行网格加密等

6、。（三）、对于因物体的变形和相对运动引起的动网格问题， STAR-CCM+ 提供网格变形 （ Morpher）和嵌套网格 （Overset Mesh）两种方法。网格变形技术用于计算变形及包含运动的 计算，通过类似弹簧光顺的方法来考虑网格的变形。 设置参数简单， 不需要对网格参数进行控 制。而特有的嵌套网格技术通过多套网格之间的数值插值计算， 避免了网格变形引起的网格质 量下降， 进而避免可能的计算发散和精度损失问题。 利用动网格技术可以更加高效、 便利的模 拟复杂的运动和运动物体，如水弹性、螺旋桨旋转、操舵、船舶或海洋结构物在波浪上的运动 响应等问题。（四）、 STAR-CCM+ 可通过选用物

7、理模型轻松定义各种波浪，无需任何二次开发。 STAR-CCM+提供几种波浪模型，应用于初始化和边界条件设定，并可以随意定义传播方向：线性一阶波浪非线性 Stokes5阶波浪 Pierson-Moskowitz 和 JONSWAP 波谱 （ITTC 波谱，长峰不规则波）任意方向传播，振幅和周期的线性波叠加（不规则波浪海域）STAR-CCM+利用二阶时间差分格式可以精确模拟波浪船舶，并可以定义波浪阻尼及壁面 反射波等。（五）、通过调用 STAR-CCM+的 DFBI （Dynamic Fluid Body Interaction）模型可以计算物体 的任意自由度方向上的运动状态并实时更新， 且可通过

8、定义悬链线和弹簧计算浮体的系泊， 该 模型无需任何二次开发或者 GUI 语言，仅需要设置浮体的质量，重心坐标和转动惯量。（六）、船舶实尺度模拟是目前学术界和船舶工业界非常热门的研究课题， 各大船级社和 研究机构均成立课题组做实尺度计算的分析与验证， 在国外已经有部分设计单位将实尺度计算 替代模型尺度计算应用于实际的开发项目中， 尤其是节能装置的研发中， 其中大部分项目选用 STAAR-CCM+作为 CFD仿真工具。英国劳氏船级社在 2016年11月举办 Full Scale Workshop， 邀请业内研究机构盲算一艘有实尺度试航实验的散货船， 计算内容包括静水阻力、 螺旋桨敞水、 航速预报和

9、螺旋桨空泡计算。该研讨会共收到来自 19家单位共 60个计算结果，其中 12 家单 位选用 STAR-CCM+作为 CFD 工具，在和实验结果比较中， STAR-CCM+ 的计算精度能够达到 2%。（七）、STAR-CCM软+件更新- 新增势流和粘流耦合求解的高阶模块- 新增求解完整的 Rayleigh 方程的空泡模型- 提升面网格划分质量- 在 Repair Surface 中新增搜索和选择功能- 新增不带体网格的 6 自由度运动模型- 新增嵌套网格中边界层的自由优化功能- 新增 VR 后处理功能- 新增 PLMXML文件导入功能- 新增设计管理器平行绘图功能三 其他科研院所及客户同类软件配

10、置及使用情况（一）、目前 STAR-CCM软+件被广泛应用于各种研究机构和高校。 国内使用 STAR-CCM软+件的主要客户等大致如下：序号用户1江南造船厂2大连船舶重工集团3上海船舶设计院（ SDARI）4广船国际5上海交通大学6大连中远7702 所8705 所9708 所10711 所11712 所12715 所13大连理工大学14哈尔滨工程大学15上海船舶研究设计院16集美大学17上海船舶运输科学研究所四 购置的必要性1、对学科建设的支撑作用海洋工程与技术专业是我校为迎合我国海洋工程装备大发展于 2011 年新增本科专业，该 专业旨在培养德、智、体等诸方面全面发展，基础扎实，知识面广，能

11、适应社会发展的需要， 具备现代海洋工程装备设计、 研究、建造的基本技能和管理基础知识， 计算机编程及应用能力， 能在海洋工程装备设计、研究、制造、检验、使用、教育和管理等部门从事技术和管理方面工 作的海洋工程学科高级工程技术人才， 尤其侧重为国内各大海洋工程企业和地方海洋工程企业 培养基础扎实、 专业知识面广、 动手能力强、具有创新精神和实践能力的应用型、 复合型人才。我校船舶与海洋工程学院的“船舶与海洋结构物设计制造”学科为国家重点学科培育建 设点、“十五”、“十一五”江苏省重点学科。 “船舶与海洋工程”一级学科于 2008年 7 月获批 江苏省首批一级学科重点学科。而且船舶与海洋工程专业是

12、国家特色建设专业、国防科工委 重点建设专业、江苏省品牌专业，同时也是江苏省船舶工业行业协会秘书处以及江苏省船舶 先进制造技术中心挂靠单位。目前我国海洋工程兴起投资建造热潮从钻井设备和采油设备的生产商来看，大多数都是 日本、韩国、新加坡的船企；从设计商来看主要是美国、挪威、荷兰；在承包商方面主要是 美国。我国在海洋工程设计、建造、承包等方面的实力均还比较薄弱。但是，海洋工程行业 的高利润绝对是一个值得深挖的 “金矿 ”，海洋工程未来发展的空间还相当大，急需大批海洋 工程方面的专业人才。国家目前已对海洋工程相当重视，投入大量的资金来提高该领域的研究水平，船舶与海洋学院已经专门成立了海洋工程专业来顺

13、应目前的形式。海洋工程与技术卓越工程师计划通过校级论证，如 海洋工程与技术新增本科专业 2011 年 获得批准，计划于 2011 年开始招生。需要较完善的海洋工程软件对其进行教学支撑。所以购买船舶与海洋工程领域的 STAR-CCM+ 软件新增模块能（ 1） 有利于“ 海洋工程与技术卓越工程师培养计划 ”的顺利实施；（ 2） 有利于 STAR-CCM+ 软件功能的完善 ；（ 3） 加速“船舶与海洋结构物设计制造”学科成为国家重点学科的进程；（ 4） 巩固“船舶与海洋结构物设计制造”为江苏省重点学科和一级学科重点学科的地位；（ 5） 加强船舶与海洋工程专业为国家特色建设专业、 国防科工委重点建设专

14、业和江苏省品牌 专业的地位；（ 6） 有利于我院省级 “船舶与海洋工程实验教学示范中心” 的建设和国家级 “船舶与海洋工 程实验教学示范中心”的申报成功；（ 7） 有利于我院海洋工程专业学科教学的需求；（ 6） 提升船舶与海洋工程的学科建设水平，大幅度提高相关人才的培养质量；（ 7） 有利于船舶与海洋工程专业学生的就业竞争能力。2、为本科教学及研究生培养提供必要的条件 新增设“海洋工程与技术”新专业及“卓越工程师计划”需要更新更全的船舶与海工软 件对其进行支撑。目前，我校的船舶与海洋工程专业中在专业培养方案中也开设了关于船舶 与海洋工程专业方向专用计算机软件的教学与学生上机相结合的教学课程，其

15、中 STAR-CCM+软件是开设该课程的必要条件， 同时， 在研究生培养过程中， 越来越多的研究生 从事海洋工程方向的研究课题，而这些课题绝大多数都需要 STAR-CCM+ 软件的支撑。此外， 各主要学生就业单位也反馈了对学生掌握该软件使用技能的需求信息。因此为了培养学生对 专业软件的掌握程度，提升我校在该方向培养人才的质量，该软件的购买势在必行。部分课程汇总表项目名称1海洋平台强度2海洋平台设计原理3海洋工程基础4船舶结构设计方法5海洋工程平台设计原理6海洋工程环境学3、为科学研究提供基础研究条件 目前，全球范围内的能源紧缺、使得海洋石油开发活动不断加强，各类海洋钻采平台和 供应船的需求大幅

16、上升。中国海洋工程的设计和建造市场发展也十分看好，其中仅山东省手 持海洋钻井平台及其配套装备的合同金额就高达 200 亿元。重点实验室的建设和相关课题的 申报和研究都很需要 STAR-CCM+软件作为技术保障，而申报和做这些项目的前提是我校有 STAR-CCM+软件较全的版权。而且目前我院也有很多相关课题的研究正在使用该软件。所以，STAR-CCM+软件新增模块的购买为在船舶与海洋工程领域内开展顺应形式发展的 领先研究奠定了必不可少的基础。4、预期效益分析（ 1）教学方面：船舶与海洋工程专业的教学中都可涉及到 STAR-CCM+软件的教学和学生上机实践，每 年本科生的毕业设计都大量使用该软件。

17、该软件也是海洋方向的本科生的主要大型应用软件 之一。而且相关专业研究生的毕业论文也可使用该软件作为技术支撑。特别是新增设“海洋 工程与技术”新专业及“卓越工程师计划”更需要较全功能 STAR-CCM+ 软件作为保障。所以购买和继续使用该软件对加强和提高学生对船舶与海洋工程的计算、分析和研究能 力非常有益的，同时还提高了我校相关专业本科生和研究生的教学水平，培养了学生的研究 能力和创新能力；还可以改善青年教师人才培养的创新条件，为今后博士点的建设打下良好 的基础。（ 2）科研方面 :我院使用 STAR-CCM+ 软件已做了较多的科研工作，通过此次 STAR-CCM+软件模块的 新增，我院广大教师可以该研究中心为平台申报国家、省级和其它相关科研项目，这将对我 院乃至学校科研能力的提高做出一份贡献。（3）对外服务 由于承担了对外培训任务，我校可以加强与众多海工企事业乃至学校的联系，同时可以 带来一定的经济效益。在另一方面将扩大海工专业毕业生与企业的联系。五 单一来源的必要性目前我校船海学院重点实验室的建设和相关课题的申报、 研究都需要 S