Das Testen von Fluidströmungsproblemen war früher ein ziemlich komplizierter und schwieriger Prozess. Mit dem Aufkommen der Technologie können Sie jetzt Fluidflussprobleme virtuell ausführen. Computational Fluid Dynamics (CFD) gibt es seit 30 Jahren und es ist noch benutzerfreundlicher und leistungsfähiger geworden als vor 30 Jahren.
Eine der häufigsten Fragen, die ich von CFD-Neulingen höre, lautet: Wie fange ich an? In diesem SOLIDWORKS Strömungssimulations-Tutorial zeige ich, wie Sie ein Modell für ein Fluidströmungsproblem vorbereiten. Lass uns anfangen.
Was ist SOLIDWORKS Flow Simulation?
SOLIDWORKS Flow Simulation ist eine intuitive CFD-Lösung (Computational Fluid Dynamics), die in SOLIDWORKS 3D CAD eingebettet ist und es Ihnen ermöglicht, den Flüssigkeits- und Gasfluss durch und um Ihre Konstruktionen schnell und einfach zu simulieren, um die Produktleistung und -fähigkeiten zu berechnen. SOLIDWORKS Flow Simulation basiert auf schnellen und präzisen Lösern und ermöglicht Ihnen die intuitive Simulation zahlreicher Strömungsszenarien während der Konstruktion. SOLIDWORKS Flow Simulation verkürzt die Markteinführungszeit, indem es Zeit und Mühe bei der Suche nach dem optimalen Design spart.
Was sind die zwei verschiedenen Studientypen in SOLIDWORKS Flow Simulation?
In SOLIDWORKS Flow Simulation haben Anwender die Möglichkeit, externe oder interne Strömungsstudien zu lösen. Externe Strömungsstudien betreffen Strömungen, die nicht durch äußere Oberflächen begrenzt sind, sondern nur durch die Fluiddomänengrenzen. In diesem Fall ist der feste Teil von der Strömung umgeben, diese Art der Analyse wird am häufigsten mit aerodynamischen Studien in Verbindung gebracht. Interne Strömungsstudien betreffen Strömungen, die von äußeren festen Oberflächen begrenzt werden. In diesem Fall zirkuliert die Flüssigkeit nur im Inneren Ihres Teils, diese Art der Analyse wird am häufigsten mit Rohr- oder Ventilstudien in Verbindung gebracht.
Es ist wichtig, die beiden verschiedenen Studientypen zu verstehen, um die geeignete Studie für Ihr Problem auszuwählen. Wenn Sie den falschen Studientyp auswählen, können Sie Ihr Problem möglicherweise nicht oder nicht effizient lösen.
Vorbereitung einer Absperrklappe für den internen Durchfluss
In diesem Teil unseres Tutorials zur Strömungssimulation besteht die erste Aufgabe für den Beginn eines Projekts darin, zu bestimmen, welche Art von Strömungsstudie Sie durchführen müssen. Bei einer Absperrklappe wollen wir den Fluideffekt durch das Ventil überwachen – nicht über das Ventil.
Da wir uns ausschließlich mit dem Fluidfluss im Inneren des Ventils befassen, müssen wir daher eine interne Strömungsstudie in SOLIDWORKS Flow Simulation einrichten. Bevor wir das tun, müssen wir das Modell vorbereiten. Das erste, was Sie für jedes SOLIDWORKS Strömungssimulationsprojekt tun sollten, ist, die Geometrie auf interne Strömung zu überprüfen. Wenn ein Modell nicht wasserdicht ist, bedeutet dies, dass ein Teil Ihres Modells der offenen Flüssigkeit ausgesetzt ist, die Ihr Teil umgibt, und daher vor Beginn eines Strömungssimulationsprojekts geschlossen werden muss.
Die Option Geometrie prüfen finden Sie im Hauptmenü Werkzeuge > Strömungssimulation > Geometrie prüfen.
Sobald wir das Check geometry Tool öffnen, können wir alle anwendbaren Teile auswählen, die wir überprüfen möchten. Wir wählen dann unter dem Analysetyp eine interne Analyse aus und wählen dann Prüfen. Dadurch wird dann die Option Prüfen durchlaufen und festgestellt, ob das Modell wasserdicht und bereit ist, ein Strömungssimulationsprojekt auszuführen.
Nach Abschluss des Check Geometry Tools wird angezeigt, dass das Ventil ausgefallen ist und das Modell nicht wasserdicht ist. Dies zeigt dem Benutzer an, dass Sie alle Öffnungen in Ihrem Modell schließen müssen. Wenn wir uns die Absperrklappe ansehen, stellen wir fest, dass sich an jedem Rohrende zwei Öffnungen befinden. Daher müssen wir diese Öffnungen schließen.
Eine der großartigen Funktionen von SOLIDWORKS Flow Simulation ist das Produktivitätswerkzeug Lid Tool, das Öffnungen auf ebenen Flächen automatisch schließt. Da sich beide Öffnungen auf ebenen Flächen befinden, können wir dieses Werkzeug verwenden.
Bitte beachten Sie, dass Sie bei nicht planaren Flächen nur zum SOLIDWORKS CAD-Modell zurückkehren und die Öffnungen in SOLIDWORKS CAD schließen müssen.
Das Werkzeug Deckel befindet sich im Hauptmenü Werkzeuge > Strömungssimulation > Werkzeuge > Deckel erstellen. Sobald wir das Lid Productivity Tool geöffnet haben, müssen wir nur noch auf die Gesichter klicken, die wir schließen möchten, und die Dicke des Deckels angeben. Sobald wir alle Flächen und Dicke haben, klicken Sie auf das grüne Häkchen und die Deckel werden automatisch erstellt.
Da wir die Öffnungen geschlossen haben, können wir nun zurückgehen und die Geometrie überprüfen, um sicherzustellen, dass das Ventil wasserdicht ist. Dabei sehen wir, dass das Hinzufügen der Deckel das Modell wasserdicht gemacht hat und dass die Geometrie bestanden hat. Wenn das Modell das Werkzeug Geometrie prüfen besteht, können Sie die Fluiddomäne anzeigen, indem Sie auf Fluidvolumen anzeigen klicken. Dies veranschaulicht alles in Ihrem internen Fluss, der als Flüssigkeit modelliert wird.
An diesem Punkt ist die Absperrklappe erfolgreich für eine interne Strömungsstudie vorbereitet, und Sie können nun Ihre Randbedingungen anwenden und das Projekt lösen.
Ich hoffe, Ihnen hat dieses SOLIDWORKS Strömungssimulations-Tutorial gefallen. Für weitere Informationen zu SOLIDWORKS Flow Simulation oder wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie die Strömungssimulation Ihrer Fluiddynamik helfen kann, kontaktieren Sie uns bitte.
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Über den Autor
Drew Buchanan erwarb einen BS in Maschinenbau von der University of Pittsburgh und einen MS in Maschinenbau von der Villanova University. Er arbeitet seit Mitte der 2000er Jahre mit CAE-Tools (Computer Aided Engineering), als er bei Siemens Power Generation als Engineering Co-op tätig war. Nach seinem Abschluss arbeitete Drew sechs Jahre in der Energiewirtschaft und arbeitete als Konstruktions- und Analyseingenieur für Konstruktions- und Analyseanwendungen. Er kam 2015 zu Fisher Unitech.
