Probar problemas de flujo de fluidos solía ser un proceso bastante complicado y difícil de ejecutar. Con el advenimiento de la tecnología, ahora puede ejecutar problemas de flujo de fluidos de forma virtual. La dinámica de fluidos computacional (CFD) ha existido durante los últimos 30 años, y se ha vuelto aún más fácil de usar y poderosa que hace 30 años.
Una de las preguntas más comunes que escucho de usuarios nuevos en CFD es ¿cómo empiezo? En este tutorial de SOLIDWORKS Flow Simulation, expongo cómo preparar un modelo para un problema de flujo de fluidos. Empecemos.
¿Qué es SOLIDWORKS Flow Simulation?
SOLIDWORKS Flow Simulation es una solución intuitiva de dinámica de fluidos computacional (CFD) integrada en SOLIDWORKS 3D CAD que le permite simular de forma rápida y sencilla el flujo de líquidos y gases a través y alrededor de sus diseños para calcular el rendimiento y las capacidades del producto. Con la tecnología de solucionadores rápidos y precisos, SOLIDWORKS Flow Simulation le permite simular numerosos escenarios de flujo de forma intuitiva mientras diseña. SOLIDWORKS Flow Simulation acorta el tiempo de comercialización al ahorrar tiempo y esfuerzo en la búsqueda del diseño óptimo.
¿Cuáles son los dos tipos de estudio diferentes en SOLIDWORKS Flow Simulation?
Dentro de SOLIDWORKS, los usuarios de Flow Simulation tienen la capacidad de resolver estudios de flujo internos o externos. Los estudios de flujo externo se refieren a flujos no limitados por superficies externas, sino solo por los límites del dominio fluido. En este caso, la parte sólida está rodeada por el flujo, este tipo de análisis se asocia más comúnmente con estudios aerodinámicos. Los estudios de flujo interno se refieren al flujo limitado por superficies sólidas externas. En este caso, el líquido solo circula por el interior de su pieza, este tipo de análisis se asocia más comúnmente con estudios de tuberías o válvulas.
Es importante comprender los dos tipos de estudio diferentes para seleccionar el estudio adecuado para su problema. Si selecciona el tipo de estudio incorrecto, puede evitar que resuelva su problema o que lo resuelva de manera eficiente.
Cómo preparar una válvula de mariposa para flujo interno
En esta parte de nuestro tutorial de simulación de flujo, la primera tarea para comenzar un proyecto es determinar qué tipo de estudio de flujo debe realizar. Para una válvula de mariposa, queremos monitorear el efecto del fluido a través de la válvula, no sobre la válvula.
Por lo tanto, como nos preocupa exclusivamente el flujo de fluido en el interior de la válvula, necesitamos configurar un estudio de flujo interno dentro de SOLIDWORKS Flow Simulation. Antes de hacer eso, tenemos que preparar el modelo. Lo primero que debe hacer para cualquier proyecto de SOLIDWORKS Flow Simulation es comprobar la geometría del flujo interno, lo que determinará si el modelo es hermético. Si un modelo no es hermético, indica que una parte de su modelo está expuesta al fluido abierto que rodea su pieza y, por lo tanto, deberá cerrarse antes de comenzar un proyecto de Simulación de Flujo.
La opción comprobar geometría se encuentra en el Menú Herramientas principal > Simulación de flujo > Comprobar geometría.
Una vez que abrimos la herramienta comprobar geometría, podemos seleccionar todas las partes aplicables que deseamos comprobar, en este caso, utilizaremos todas las partes de este conjunto de válvula. A continuación, seleccionaremos un análisis interno bajo el tipo de análisis y, a continuación, seleccionaremos comprobar. Esto se ejecutará a través de la opción de verificación y determinará si el modelo es hermético y está listo para ejecutar un proyecto de simulación de flujo.
Después de completar la herramienta comprobar geometría, indica que la válvula falló y que el modelo no es estanco. Esto indica al usuario que necesita cerrar cualquier abertura en su modelo. Si miramos la válvula de mariposa, notamos que hay dos aberturas en cada uno de los extremos de la tubería. Por lo tanto, necesitamos cerrar estas aberturas.
Una de las grandes características de SOLIDWORKS Flow Simulation es la herramienta de productividad llamada herramienta de tapa que cerrará automáticamente las aberturas en caras planas. Dado que ambas aberturas están en caras planas, podemos utilizar esta herramienta.
Tenga en cuenta que si tiene caras no planas, solo tendrá que volver al modelo CAD de SOLIDWORKS y cerrar las aberturas dentro de SOLIDWORKS CAD.
La herramienta tapa se encuentra en el Menú Herramientas principal > Simulación de flujo > Herramientas > Crear tapas. Una vez que abrimos la herramienta de productividad de la tapa, todo lo que necesitamos hacer es hacer clic en las caras que queremos cerrar y especificar el grosor de la tapa. Una vez que tengamos todas las caras y el grosor, presione la marca de verificación verde y las tapas se crearán automáticamente.
Dado que hemos cerrado las aberturas, ahora podemos volver y comprobar la geometría para asegurarnos de que la válvula sea estanca. Al hacer esto, vemos que la adición de las tapas hizo que el modelo fuera hermético y que la geometría pasó. Si el modelo pasa la herramienta comprobar geometría, puede mostrar el dominio de fluido pulsando mostrar volumen de fluido. Esto ilustrará todo en su flujo interno que se modelará como un fluido, el fluido se muestra en azul a continuación.
En este punto, la válvula de mariposa está preparada con éxito para un estudio de flujo interno, y ahora puede aplicar sus condiciones de contorno y resolver el proyecto.
Espero que haya disfrutado de este tutorial de SOLIDWORKS Flow Simulation. Para obtener más información sobre SOLIDWORKS Flow Simulation o si tiene interés en hablar más sobre cómo Flow Simulation puede ayudar a su dinámica de fluidos, póngase en contacto con nosotros.
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Acerca del autor
Drew Buchanan obtuvo una licenciatura en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pittsburgh y una maestría en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Villanova. Ha estado trabajando con herramientas de Ingeniería Asistida por Ordenador (CAE) desde mediados de la década de 2000, cuando era una cooperativa de ingeniería con Siemens Power Generation. Después de graduarse, Drew trabajó en la industria de la energía durante seis años trabajando como ingeniero de diseño y análisis para aplicaciones de diseño y análisis. Se unió a Fisher Unitech en 2015.
