Jump to content

Простой расчет Flow Simulation


Recommended Posts

CSoft

Дополнительный модуль Flow Simulation позволяет моделировать потоки жидкости и газа для вычисления разных характеристик, таких как температура, скорость потока, давление и т.д. В этой статье мы рассмотрим поведение внутреннего потока холодного воздуха из кассетного кондиционера в камере охлаждения и определим, какой ящик внутри камеры охлаждается быстрее.

 

scale_1200

 

Введение

Дана камера, внутри которой находятся 4 ящика. Сверху встроен охлаждающий кассетный кондиционер. Камера является замкнутой, то есть внешние ее стенки не охлаждают окружающую среду (рис. 1).

scale_1200


Рис. 1

 

Добавив модуль Flow Simulation в интерфейс SOLIDWORKS, создаем Новый проект, где можно указывать конфигурацию модели, если таковая имеется, и переименовывать проект (рис. 2).

scale_1200
Рис. 2

Постановка задачи

Есть несколько способов задания условий задачи. Здесь мы воспользуемся функцией Мастер проекта, позволяющей автоматически создать новый проект, где можно указывать имя и конфигурации. Единицей измерения оставим данное по умолчанию СИ, лишь изменим Kelvin на Celsius (рис. 3).

scale_1200

Рис. 3

 

Теперь задаем условия для типа задачи (рис. 4): выбираем тип Внутренняя, то есть поток внутри камеры, затем – Теплопроводность в твердых телах и условие Гравитация, и обязательно проверяем, чтобы ускорение свободного падения было направлено корректно.

scale_1200

Рис. 4

 

Следующим шагом задаем текучую среду (рис. 5), в нашем случае это воздух. Во вкладке уже выбран Air. Затем нажимаем кнопку Далее и переходим в задание материала. Для всех тел укажем для примера Сталь 5153 (можно создать собственный материал). На следующих вкладках – Условия на стенках и Начальные условия – оставляем значения по умолчанию.

scale_1200
Рис. 5

Граничные условия

Добавляем граничные условия на 4-х гранях кондиционера: в разделе Объемный расход на входе укажем 0.3 м3/сек., а в разделе Термодинамические параметры – температуру воздуха -10 градусов (рис. 6).

scale_1200
Рис. 6

 

Затем добавим граничное условие на центральной грани – Давление окружающей среды (рис. 7) для всасывания теплого воздуха.

 

scale_1200

Рис. 7

 

Кроме того, нужно задать температуру внутренних стенок камеры, равную 25 градусов (в противном случае программа станет решать задачу, где в качестве исходной будет выступать температура холодного воздуха из кондиционера). Это можно сделать несколькими способами: например, задать массовый расход равным 0 и указать температуру 25 градусов либо перейти в тип граничного условия Стенка и там установить нужную нам температуру (рис. 8).

 

scale_1200
Рис. 8


 

Затем в окне Опции управления расчетом перейдем во вкладку Адаптация сетки (рис. 9). Адаптация сетки означает дробление ячеек сетки таким образом, чтобы общее количество ячеек увеличивалось до достижения заданного разрешения. Flow Simulation автоматически выполняет адаптацию сетки в процессе расчета. В графе Максимально допустимое число ячеек зададим величину 7 500 000. Стратегия адаптации сетки – это выбор того параметра, от которого зависит, в какие моменты расчета будет выполняться адаптация расчетной сетки. Мы выберем Периодически и Физическое время. В графе Период укажем значение в 1 секунду.

 

scale_1200

Рис. 9

Цели задачи

Если добавить глобальную цель, например, выбрав в окне GG Минимум Температура (твердое тело) пункт Минимальное значение и оставить установленным флажок Использовать для сходимости (рис. 10), процесс будет решаться до нахождения программой этого минимального значения температуры твердых тел.

 

scale_1200
Рис. 10

 

Поставим еще объемные цели на двух ящиках (паллетах) – на ближайший к кондиционеру и на дальний от него. Выберем в окне GG Минимум Температура (твердое тело) пункт Минимальное значение (рис. 11) и сбросим флажок Использовать для сходимости, чтобы сходимость этих целей рассматривалась только в качестве дополнительной информации, а расчет мог быть завершен до того, как цель сойдется.

scale_1200
Рис. 11

 

Для быстроты вычисления выберем для рабочей сетки параметр Грубая и запустим процедуру анализа.

 

Результаты

После завершения расчета ознакомиться с его результатами можно разными способами. Чтобы просмотреть траекторию холодного воздуха, следует перейти на вкладку Траектории потока. Выбираем, например, грань, которая соответствует полу камеры. Количество точек зададим равным 40. Тип отображения – Линии со стрелками, которыми будет показана температура. На мониторе отобразятся потоки воздуха с разными температурами внутри камеры (рис. 12).

 

scale_1200

Рис. 12

 

На вкладке Картина на поверхностях укажем один из паллетов, например, ближайший к кондиционеру. После выбора Температура (твердое тело) увидим, как охлаждается ящик: ближайшая грань к кондиционеру охладилась в большей степени (рис. 13).

 

scale_1200

Рис. 13

И наконец построим Картину в сечениях. Выберем в качестве сечения YZ-плоскость, тип отображения – Заливка и Векторы, в качестве заливки – Температура, а для векторов –  Скорость. В результате сможем увидеть, как теплый воздух скапливается наверху, а холодный внизу (рис. 14). Также по стрелочкам получим возможность судить о поведении потока холодного воздуха.

scale_1200
Рис. 14

 

Вывод

Инженерный модуль SOLIDWORKS Flow Simulation позволяет проводить точный расчет движения текучих сред, газа или жидкости внутри и снаружи моделей, а также исследовать теплообмен моделей за счет конвекции, излучения и проводимости, используя технологию вычислительной гидрогазодинамики (CFD).

 

Если вы предпочитаете изучать новый материал по видео, добро пожаловать на наш YouTube-канал «Школа SOLIDWORKS». Перейдя по ссылке, вы сможете посмотреть, как проводить расчет внешнего потока в Flow Simulation.

 

Максим Салимов,

технический специалист

по SOLIDWORKS

ГК CSoft

 

Хотите больше узнать о расчетах в SOLIDWORKS? Читайте нашу статью «Термический анализ в SOLIDWORKS Simulation на примере микрочипа».

Link to post
Share on other sites


Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • karachun
      @12val12 есть посмотрел я модель, я даже не знаю к чему прицепиться, вроде все в порядке а результат странный.   единственное замечание - свойства материала в английской системе мер, но на саму работоспособность расчета это не должно влиять.   давайте начнем с начала, опишите геометрию, свойства материала и нагрузки, вместе с размерностями
    • Xugack
      Посмотрел модель, много деталь (фаски, скругления, вырезы...), еще болты, подшипники. Чтобы все это описать сеткой нужно прилично места. В целом расчетная модель это не модель реального изделия, нужны упрощения, разбитие на узлы и т.д. Подход - все красиво замоделить, а потом давай считать редко когда дает результат. Места на диске наверное хватит, а 16 оперативы, не сказал бы что это много для таких задач, тем более если считать модель как есть
    • 140466
      Ну это очевидное объяснение , но как-то даже для нота перебор. У меня 16 гигов оперативки. Довольно сносно. 30 гигов на диске. Сколько ж ему надо, если этого мало? 
    • Xugack
      Может у вас просто ПК не тянет расчет. Места на диске не хватает, или оперативки
    • 140466
      Объясните мне тупому, что я делаю не так?  Нужно посчитать на прочность не шибко сложную сборку (https://drive.google.com/file/d/1-zYd7bTwjAmUhW_0yLA3NmiQfzqoqoTb/view?usp=sharing) С трудом и матюгами сделать сетку удалось. Однако посчитать на прочность никак не получается. Вроде как что-то надо сделать с отверстия под болты (пока пытаюсь сделать mat bonded и обойтись без болтов, но отверстия под них оставил). Очевидно, что такая сборка должна считаться, но мне выдаёт, что закончилась физическая память. 
    • 12val12
      https://drive.google.com/file/d/1bSIqExNcY4YJwXe1raH1XqbokU7JEM1U/view?usp=sharing
    • karachun
    • 12val12
      https://drive.google.com/file/d/1bSIqExNcY4YJwXe1raH1XqbokU7JEM1U/view?usp=sharing в архиве  1.6 мб   вроде уже открыл
    • 12val12
      @karachun https://drive.google.com/file/d/1Di1l_vpka5U15pTDgHOl8s7PXJ2283n_/view?usp=sharing   файл больше 21мб
    • Ветерок
      котики https://vk.com/golf_stream_spb?w=wall3958979_2090%2Fall
×
×
  • Create New...