Beseitigen Sie CAD-zu-CAE-Engpässe mit Simcenter STAR-CCM+

Beseitigen Sie Engpässe bei der CAD-zu-CAE-Konvertierung mit Simcenter STAR-CCM+

ChampionXperience Team

27. August 2026 5 Minuten Lesezeit

Haben Sie jemals eine wunderschön detaillierte CAD-Baugruppe geöffnet, um eine hochpräzise CFD-Simulation durchzuführen, nur um dann mitansehen zu müssen, wie Ihr Vernetzungsalgorithmus an einem winzigen, vergessenen Logo oder einer mikroskopisch kleinen Fläche scheitert? Wenn Sie Simulationsanalyst oder Konstrukteur sind, kennen Sie dieses Problem nur allzu gut. Sie verbringen dann Tage damit, Geometrien manuell zu bereinigen, Fasen zu entfernen und kleinste Lücken zu schließen, anstatt das zu tun, was Sie eigentlich lieben: Physik analysieren und Konstruktionen optimieren.

Der Übergang von CAD zu CAE war in der Vergangenheit der größte Engpass in der Simulationspipeline und verschlang oft bis zu 50 % des Budgets eines Ingenieurprojekts. Doch das muss nicht so sein. Sehen wir uns an, wie ein spezieller Simulationsgeometrie-Präprozessor diese Lücke schließen und eine mühsame, mehrtägige Aufgabe in einen automatisierten, einstündigen Vorgang verwandeln kann.

Die Frustration bei der Geometrie-Vorbereitung von CAD zu CAE

Wir kennen das alle. Das Konstruktionsteam übergibt eine riesige, serienreife Baugruppe. Auf dem Papier ein Meisterwerk. Für eine Vernetzungssoftware ist sie jedoch ein Minenfeld aus nicht-mannigfaltigen Topologien, überlappenden Flächen und nicht verbundenen Strukturausschnitten. Versucht man, sie so zu vernetzen, erhält man ein aufgeblähtes Netz, schlechte Zellqualität und einen Solver, der nicht konvergiert.

Bisher mussten Ingenieure das Modell an das CAD-Team zurücksenden oder stundenlang die Strömungsdomäne manuell nachbearbeiten. Dieser ständige Austausch bremst den Projektfortschritt erheblich. Um eine wasserdichte Berechnungsdomäne effizient zu erstellen, benötigen wir Werkzeuge, die speziell für den Arbeitsablauf der Analysten entwickelt wurden, nicht für die Konstruktionspläne der Hersteller.

Warum Standard-CAD für die Simulation unzureichend ist

Standard-CAD-Systeme dienen der Definition physischer Bauteile für die Fertigung. Sie zeichnen sich durch ihre Detailgenauigkeit bei Gewinden, Fasen und Firmenlogos aus. Simulationen hingegen erfordern genau das Gegenteil: eine vereinfachte Darstellung, die die grundlegenden physikalischen Prinzipien ohne den damit verbundenen Rechenaufwand erfasst.

Hier kommt ein spezieller Geometrie-Präprozessor zum Einsatz. Anstatt Ihr CAD-System zu ersetzen, fungiert er als Übersetzer. Er verarbeitet komplexe B-Rep-Daten und wandelt sie in ein sauberes, simulationsfähiges Format um, wobei die zugrundeliegende Konstruktionsabsicht vollständig erhalten bleibt.

Die fünf Säulen eines echten Geometrie-Präprozessors

Ein guter Simulations-Präprozessor muss mehr können als nur Dateien anzuzeigen. Laut dem Siemens Simcenter Teambasiert ein effektiver Geometrie-Präprozessor auf fünf Kernpfeilern:

Nahtlose CAD- und PLM-Konnektivität: Import von Daten unter Beibehaltung von Baugruppenhierarchien, Metadaten und Teileinstanzen.
Simulationsorientierte Vorbereitung: Automatisches Entfernen von Merkmalen wie Logos, kleinen Löchern und Splitterflächen, um ein wasserdichtes Netz zu erstellen.
Direkte Modellierung und Erkundung: Analysten erhalten die Möglichkeit, Geometrien direkt mit Werkzeugen wie der synchronen Modellierung und der Freiformbearbeitung zu modifizieren.
Robustes Änderungsmanagement: Ermöglicht schnelle Designaktualisierungen, ohne dass Ihre bestehende Simulationskonfiguration verloren geht.
Erweiterte Automatisierung: Skripterstellung für wiederkehrende Arbeitsabläufe zur Beschleunigung der Einrichtung für spezialisierte Anwendungen wie Turbomaschinen oder Batterien.

Im Simcenter STAR-CCM+: Die ultimative Brücke

Siemens hat eine äußerst nahtlose Pipeline entwickelt, die NX CAD, Teamcenter PLMund Simcenter STAR-CCM+. Mithilfe von PLMXML-Schemas und dem NX-Adapterkönnen Sie strukturierte Assets direkt in Ihre Simulationsumgebung einbinden. Dadurch bleibt die vollständige Datenherkunft erhalten, und Ihre Baugruppenhierarchien und Metadaten bleiben ohne Datenverlust durch manuellen Export vollständig intakt.

Sobald sich Ihr Modell im Simcenter STAR-CCM+ , können Sie eine Reihe fortschrittlicher Reparatur- und Optimierungswerkzeuge nutzen:

Entzaubernd: Entfernt sofort sekundäre Verblendungen, Fasen und Rundungen.
Logoentfernung: Schnelle und gründliche Entfernung von Firmenlogos und Firmenlogos.
Unregelmäßige Lochbeseitigung: Automatisches Ausbessern komplexer, nicht miteinander verbundener Strukturausschnitte.
Kontaktbrowser: Überprüfen Sie schnell die Kontaktflächen, um sicherzustellen, dass Ihre Baugruppe ausgerichtet ist, bevor Sie die Mesh-Taste drücken.

Wenn Sie lokale Anpassungen vornehmen müssen, brauchen Sie das CAD-Team nicht um eine Neukonstruktion zu bitten. Die integrierte Freiformmodellierungs-Engine ermöglicht Ihnen die direkte Durchführung von Oberflächenverformungen und aerodynamischen Optimierungsschleifen direkt auf der Simulationsoberfläche.

Workflows durch Modellreimport und Instanziierung beschleunigen

Design ist ein iterativer Prozess. Wenn das CAD-Team eine neue Version veröffentlicht, sollten Sie Ihre Simulation nicht von Grund auf neu erstellen müssen. Dank der Funktion „Modellreimport“ in Simcenter STAR-CCM+ können Sie mit der rechten Maustaste auf Ihren ImportCad -Feature-Knoten klicken, die aktualisierte Datei auswählen und die Software Ihre bestehenden Operationen automatisch der neuen Geometrie zuordnen lassen, wie im technischen Leitfaden von Volupe beschrieben .

Darüber hinaus kann die Bearbeitung großer Baugruppen mit Tausenden von sich wiederholenden Teilen leicht zu einem Speicherengpass führen. Aktuelle Software-Updates beheben dieses Problem durch die Nutzung bereits vorhandener CAD-Instanzinformationen. Das bedeutet, dass jede Reparatur oder Änderung, die Sie an einem Bauteil vornehmen, automatisch auf alle identischen Instanzen übertragen wird. Dadurch wird der Speicherverbrauch drastisch reduziert und Ihre Modelle bleiben schlank.

Für Anwender, die hochmoderne Simulationen durchführen, steigen die Leistungssteigerungen rasant. Die neueste Simcenter STAR-CCM+ 2510 bietet beispielsweise einen neuen Parallel Surface Wrapper, der bis zu 82 % schneller ist, sowie einen diskreten Proximity Checker, der 30- bis 100-mal schneller arbeitet als herkömmliche CAD-basierte Methoden.

Die quantifizierbaren geschäftlichen Auswirkungen

Schauen wir uns an, wie sich ein moderner, integrierter PLM-zu-CAE-Workflow im Vergleich zur althergebrachten manuellen Exportmethode schlägt:

Workflow-Aspekt	Traditioneller manueller Export	Integrierter Simcenter Workflow
Datenintegrität	Neutrale Dateien (IGES/STEP) entfernen Metadaten und Hierarchie.	PLMXML erhält die Assembly-Struktur und die Metadaten zu 100 %.
Entschärfung & Aufräumarbeiten	Manuelle Nachbearbeitung in CAD; dauert Tage.	Automatisierte Entschleierung und Ausbesserung; dauert Stunden.
Designiterationen	Wir beginnen den Aufräum- und Vernetzungsprozess von Grund auf neu.	SeamlessModel Reimport erhält die nachfolgenden Simulationseinstellungen.
Speicherverwaltung	Nicht verwaltete doppelte Komponenten verlangsamen das System.	Durch intelligente Objektinstanzierung bleiben Dateien schlank und schnell.

Durch die Beseitigung der Reibungsverluste zwischen Design und Analyse können sich Entwicklungsteams von der Behebung fehlerhafter CAD-Geometrien auf die Erkundung komplexerer Designräume konzentrieren. Sind Sie bereit, endlich mit Ihrer CAD-Geometrie fertig zu werden und schneller zu simulieren? Teilen Sie uns in den Kommentaren mit, wie viel Zeit Ihr Team mit der Geometriebereinigung verbringt, und abonnieren Sie unseren nächsten ausführlichen Beitrag zu automatisierten Vernetzungs-Workflows!

Dieser Leitfaden basiert auf Erkenntnissen aus dem offiziellen Siemens Blog.