Jump to content

Моделирование защитной дыхательной маски


Recommended Posts

Guterfreund

Добрый день, коллеги!

 

Хотелось бы посоветоваться по назначению граничных условии при моделировании движения воздуха в объеме защитной дыхательной макси.

 

Расчеты планируется выполнить в программе FloEFD (Simcenter), также дублирующий расчет будет сделан в ANSYS CFX либо FLUENT.

 

Маска будет выглядеть примерно так:

 036f626c9f1472734d19a86a062d196a.jpg

 

На маске установлены входные фильтрующие элементы с обратными клапанами. На выходе установлен обратный клапан, отсекающий вход воздуха снаружи при вдохе.

 

Вопросы следующие:

 

1. Заказчик предлагает задавать конкретный объем воздуха, входящий и выходящий из маски при вдохе/выдохе. Это 500 мл на один вдох. Мне кажется, что это не совсем правильно. Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, при отсутствии сопротивления на входе, объем вдыхаемого воздуха может быть равен 500 мл. Т.к. маска оснащена фильтрующим элементом и обратным клапаном, сопротивление на входе существенно увеличивается и в пределе объем воздуха, поступающий через входное отверстие маски, может быть близким к нулю. Т.е. при большом сопротивлении на входе при вдохе будет просто создано разряжение под маской.

 

Может быть есть идеи, как можно было бы более корректно смоделировать вдох и выдох? Сила мышц у всех разная и разные люди будут создавать разный перепад давлений за счет увеличения/уменьшения объема грудной клетки. Или зря я лезу в такие тонкости и задание конкретного объема на вдохе/выдохе может быть приемлемым?

 

2. Пока не понятно, как малой кровью можно было бы смоделировать движение воздуха через обратный клапан. Вход и выход из маски планировалось моделировать граничным условием Opening и пористой средой с соответствующим сопротивлением. На данный момент не получилось ограничить движение воздуха через данное граничное условие Opening только в одном направлении. Т.е при вдохе воздух должен входить через Opening, однако, при выдохе это граничное условие не должно пускать воздух в обратном направлении (из маски). Такая же тема с выходным отверстием: при вдохе через граничное условие Opening снаружи не должен поступать воздух. Моделирование работы обратного клапана как есть (в геометрии) сильно усложнит задачу.

 

Вероятно, будут идеи как можно смоделировать однонаправленное движение воздуха?

 

Цель расчета, анализ застойных зон, в которых скапливается отработанный выдыхаемый воздух, а также проверка на потенциальное запотевание очков. В первом приближении планировалось вести расчет с двумя средами (воздух и отработанный воздух), при этом при выдохе через нос планировалось подавать в полость маски отработанный воздух и смотреть за его движением во времени. Расчет нестационарный.

 

Спасибо за помощь!  

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
karachun
11 минут назад, Guterfreund сказал:

На данный момент не получилось ограничить движение воздуха через данное граничное условие Opening только в одном направлении.

В Ansys CFX Opening работает в обе стороны, то есть он может как выпускать так и впускать жидкость. Так что вы никак опенингом клапан не смоделируете, он для этого не предназначен.

Link to post
Share on other sites
Горыныч

Вообще ни разу не расчетчик, но имею замечание: почему бы не провести два расчета по разным, экстремальным объемам воздуха. Например, в покое и при интенсивной работе. Наверняка маску не только лежа на диване будут использовать.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Guterfreund
1 час назад, Горыныч сказал:

Вообще ни разу не расчетчик, но имею замечание: почему бы не провести два расчета по разным, экстремальным объемам воздуха. Например, в покое и при интенсивной работе. Наверняка маску не только лежа на диване будут использовать.

 

Спасибо за замечание! По условиям задачи расчет должен быть выполнен для статического положения человека без нагрузки.

1 час назад, karachun сказал:

В Ansys CFX Opening работает в обе стороны, то есть он может как выпускать так и впускать жидкость. Так что вы никак опенингом клапан не смоделируете, он для этого не предназначен.

@karachun у Вас опыт приличный, может будут идеи, как этот вход, вообще, можно было бы смоделировать? Ну не вариант клапан добавлять...

Link to post
Share on other sites
karachun

@Guterfreund Я бы считал отдельно вдох и выдох, через рестарты. Тогда на вдохе на клапане Pressure Inlet а на выдохе Wall.

Или можно поизвращаться и заменить клапан пористой средой у которой сопротивление зависит от времени, тогда на вдохе сопротивление близко к нулю а на выдохе очень велико. Вроде как такое можно задать во Fluent или CFX.

Edited by karachun
  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Foksmen

@karachun , интересно, а во время расчёта во Fluent'е граничное условие поменять можно? Например в зависимости от направления движения воздуха в клапане.

Edited by Foksmen
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

    • Дмитрий2514
      Выше написал, что уже решил проблему проецированием не отверстий, а самих точек с эскиза второй детали. А грань спроецированную у меня не цепляет при создании массива по эскизу. По поводу болтового соединения - отказались от такого способа, работает криво, не всегда получается так, как нужно. 
    • Krusnik
      Так я про это и писал. Локализация SW и учебные материалы доступны на торрентах. В отличие от остальных. Поэтому он так поулярен. Если бы дело было в невысокой цене - то лидером был бы Компас.             "Если отбросить мифические возможности Creo для мифических огромных предприятий на Марсе, то по результатам ответов в этой теме можно сформулировать общий ответ - НИЧЕМ." (С) Sergei   Чувствую себя марсианином.     Мне кажется мы с вами пишем немного о разном.
    • livedten
      а никто не подскажет как так стало выделенным, очень удобно на самом деле, случайно как-то вышло.
    • Genius_V40%
      Ничем. Когда с SW пересел на Creo, то возвращаться к SW не было ни малейшего желания
    • Ветерок
      А давайте ещё раз пятнадцать повторите это "НИЧЕМ". Всё равно до него не дойдет. А Вам будет чем заняться.
    • zerganalizer
      Вакцинированный друг тяжко болел, в реанимации месяц, лечили его друзья-врачи, и он всё-таки умер, оставив жену и пятеро детей. Конечно, это менее 10% моих знакомых, кто вакцинирован и болел при этом, но выводы я сделал.
    • Leon
      Можно обойтись вообще без кликов. В АПИ солида есть отслеживание событий. События это открытие или закрытие файла, сохранение файла и т.д. Можно, например, сделать чтобы при каждом сохранении у вас обновлялись свойства Обозначение и Наименование из имени файла. Пишите аддон, который подключается к солиду в дополнениях и стартует вместе с ним, вешаете на разные события все, что вы хотите автоматизировать, и забываете об этом. Никаких кнопок нажимать не надо.
    • ART
    • KorovnikovAV
      И что? Ты же хоть с цифрами, хоть без не можешь правильно их интерпретировать. В простонародье это называется "посадка с гарантированным натягом совы на глобус" Оно не удивительно, если изучить вопрос почему так получилось. Например, что в процессе вакцинации снимали все больше ограничений. И что никто и не говорил, что вакцинация гарантирует невозможность заражения.    Смотреть надо статистику тяжелого течения у вакцинированных и смерти вакцинированных. Остальное не наводит на вопросы, а кормит антиваксеров.
    • sloter
      Действительно, есть такое. Почему - хз, вроде не должно быть так. Но, если исходно проецировать не кромку каждого отверстия, а всю грань (на которой расположены отверстия), то всё нормуль. К тому же в этом случае новые отверстия проецировать не нужно (проекция появляется автоматом) - только добавить точку. В целом способ выглядит, конечно, сложновато. Тут бы гораздо проще применить "Болтовое соединение" в сборке, где можно не только  добавить отверстия в другой детали по отверстиям в первой, но и сразу крепёж вставить (если он из стандартной библиотеки СС). Но, как оказалось (по крайней мере на версии 2018), там автоматом массив по точкам не поддерживается (линейный и круговой - да).
×
×
  • Create New...