Solidworks flow simulation что это за программа

Индивидуальное обучение от специалистов-практиков CADIS на предприятии или онлайн по конкретным задачам инженера и на его модели.

Круглосуточная техническая поддержка от сертифицированных инженеров в CADIS Helpdesk на закрытой безопасной площадке онлайн и оффлайн.

Подарки при покупке лицензии и первичная настройка программного обеспечения, включающая индивидуальные предпочтения пользователя

ОПИСАНИЕ КОНФИГУРАЦИИ

SOLIDWORKS Flow Simulation — это мощное решение вычисления гидродинамики (CFD), полностью встроенное в SOLIDWORKS. Оно позволяет быстро и просто моделировать эффекты потока, теплообмена и гидродинамических сил, которые критически важны для успешного проектирования.

SOLIDWORKS Flow Simulation позволяет моделировать потоки жидкости и газа в условиях реального мира, запускать сценарии «что, если» и эффективно анализировать последствия потока жидкости, теплообмена и связанных сил, действующих на компоненты и проходящих через них. В решении также можно быстро сравнивать варианты проекта, чтобы оптимизировать принятие решений и производить более эффективные изделия.

⚡ Solidworks Flow Simulation | Aerodynamics Analysis Solidworks | Lift Force in Solidworks

SOLIDWORKS Flow Simulation предлагает два модуля потоков, которые охватывают специальные отраслевые инструменты, практики и методы моделирования: модуль систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) и модуль охлаждения электроники (Electronics Cooling). Эти модули поставляются дополнительно к основной лицензии SOLIDWORKS Flow Simulation.

Преимущества

• ‍‍Оценка производительности изделия при быстром изменении нескольких переменных.
• Ускорение вывода на рынок благодаря быстрому определению оптимальных решений проекта и сокращению количества физических прототипов.
• Снижение себестоимости благодаря сокращению количества переделок и улучшению качества.
• Повышение точности предложений.

Возможности SOLIDWORKS Flow Simulation‍

SOLIDWORKS Flow Simulation — это инструмент общего назначения для моделирования потоков жидкости и теплообмена, интегрированный SOLIDWORKS 3D CAD. Этот мощный инструмент для трехмерного моделирования поддерживает симуляцию низкоскоростных и сверхзвуковых потоков, обеспечивая параллельное проектирование и позволяя каждому инженеру радикально изменить анализ потока жидкости и теплообмена. Кроме SOLIDWORKS Flow Simulation проектировщики могут моделировать эффекты вентиляторов и вращающихся компонентов в потоке, а также нагрева и охлаждения компонентов.

‍Этот модуль предлагает специальные инструменты моделирования для проектировщиков и инженеров систем HVAC, которым необходимо моделировать расширенные явления излучения. Он позволяет инженерам справляться со сложными задачами проектирования эффективных систем охлаждения, осветительных систем или загрязняющих дисперсных систем.

SOLIDWORKS Flow Simulation: How Can CAD Integrated CFD Tool fulfill your Analysis Needs

‍Этот модуль содержит специальные инструменты моделирования для исследований управления теплообменом. Он идеально подходит для компаний, которым необходимо решать задачи теплообмена для своих изделий, а также для компаний, которым необходим крайне точный анализ теплообмена в печатных платах и корпусах.

SOLIDWORKS Flow Simulation можно использовать для следующего:

• Точное определение размеров каналов воздуховодов и нагрева с учетом материалов, изоляции и температурного комфорта.
• Изучение и визуализация воздушного потока для оптимизации систем и распределения воздуха.
• Виртуальные испытания изделий в цифровой среде, максимально приближенной к реальной.
• Производство результатов HVAC с индексом комфортности по Фангеру (PMV и PPD) для поставок в школы и государственные учреждения.
• Оптимизация проектирования инкубаторов благодаря поддержанию определенных уровней комфорта для новорожденных и моделирование расположения вспомогательного оборудования.
• Оптимизация проектирования систем кондиционирования воздуха для проектов медицинских учреждений.
• Моделирование охлаждения электроники для светодиодного освещения.
• Проверка и оптимизация проектов с помощью мультипараметрического метода Министерства энергетики США.
• Расчет тепла от трансформаторов переменного и постоянного тока.
• Моделирование внутреннего управления температурой для решения проблем перегрева.
• Оптимизация расположения вентиляторов и траекторий воздушного потока.
• Прогнозирование шума, создаваемого спроектированной системой.

Для некоторых описанных выше возможностей необходимо наличие модуля HVAC или модуля охлаждения электроники.

Взаимодействие с приложениями SOLIDWORKS для проектирования:

• Работа в среде SOLIDWORKS 3D CAD
• Поддержка конфигураций и материалов SOLIDWORKS
• Справочная документация
• База знаний
• Инженерная база данных
• Вывод результатов из SOLIDWORKS Simulation в eDrawings

Общий анализ потока:

• 2D-поток
• 3D-поток
• Симметрия
• Расчет вращающихся объектов
• Внутренние потоки
• Внешние потоки

Типы анализа:

• Устойчивое состояние и промежуточные потоки жидкости
• Жидкости
• Газы
• Неньютоновские жидкости
• Смешанные жидкости
• Потоки сжимаемого газа и несжимаемых жидкостей
• Дозвуковой, околозвуковой и сверхзвуковой поток газа

Инструмент создания сетки:

• Автоматические и ручные параметры глобальной сетки
• Локальная детализация сетки

Общие возможности:

• ‍‍Потоки жидкости и теплообмен в пористых средах
• Потоки неньютоновских жидкостей
• Потоки сжимаемых жидкостей
• Неидеальные газы
• Свободная, принудительная и смешанная конвекция
• Потоки жидкости с пограничными слоями, включая эффекты шероховатости стенок
• Ламинарные и турбулентные потоки
• Только ламинарный поток
• Смешанные жидкости и многокомпонентные твердые тела
• Потоки в моделях с подвижными/вращающимися поверхностями и/или деталями
• Перенос тепла в жидких, твердых и пористых средах с сопряженным теплообменом и без него и/или с жаростойким контактом между твердыми телами
• Перенос тепла только в твердых телах
• Эффекты гравитации

Расширенные возможности:‍

• Прогнозирование шума (в стационарном и переходном состоянии)
• Свободная поверхность
• Теплообмен излучением между твердыми телами
• Источники тепла с эффектом Пельтье
• Поток излучения на поверхностях полупрозрачных тел
• Джоулев нагрев под прямым электрическим током в электропроводящих твердых телах
• Различные типы теплопроводности в твердотельном носителе
• Кавитация в несжимаемых потоках жидкости
• Равнообъемная конденсация воды из пара и ее влияние на поток и теплообмен
• Относительная влажность в газах и газовых смесях • Двухфазовые потоки (жидкость + частицы)
• Периодические граничные условия
• Расчет трасс
• Параметры комфорта
• Тепловые трубы
• Термические соединения
• Двухрезисторные компоненты
• Печатные платы
• Термоэлектрические охладители

Источник: www.cad-is.ru

Сравнение CFD-решений, интегрирующихся с CAD

Внедрение инженерных расчетов в цикл разработки изделия вполне оправдано – они помогают снизить затраты при работе с конструктивными изменениями. Но непросто сделать CFD-анализ доступным внутри интерфейса трехмерных CAD-программ. По большому счёту, присутствие CFD в интерфейсе CAD не дает никаких новых или расширенных возможностей для сложных задач гидрогазодинамики по сравнению с отдельными CFD-решениями. Речь идет об упрощении и подготовки геометрии, извлечении области жидкости из твердого тела, обеспечении точности моделирования посредством высококачественного разбиения на конечные элементы и настройки точности CFD-решения. Поэтому утверждения, что интеграция с CAD дает выдающиеся преимущества за счет указанных свойств, ошибочны.

Однако, среди тысяч пользователей, которые занимаются расчетом потоков и обладают скромным бюджетом на проектирование, эти решения популярны. Следует отметить один особенно полезный аспект CFD-решений, встроенных в CAD, – их потенциал для проведения параметрических исследований и оптимизации.

Подробнее разобраться в реальных преимуществах встроенных решений для инженерного анализа поможет сравнение лидеров этого сегмента: SolidWorks Flow Simulation от Dassault Systèmes и Autodesk CFD от Autodesk, а также относительного новичка – Discovery Live от ANSYS. Другие САПР частично интегрировали возможности автономного ПО с помощью плагинов.

SOLIDWORKS FLOW SIMULATION

SolidWorks Flow Simulation можно считать самой CAD-встроенной CFD-программой в этом классе. Для запуска моделирования гидрогазодинамики в интерфейсе SolidWorks присутствуют специальные пункты меню, а значит, нет необходимости запускать для этого отдельное приложение. Объемы геометрии, извлеченные для CFD-анализа, и граничные условия, необходимые для CFD-моделирования, напрямую связаны с трехмерными поверхностями геометрии SolidWorks, что исключает необходимость переопределения настроек модели для экспериментов с простыми изменениями геометрии. Разработчики SolidWorks, видимо, ориентировали это решение на проектировщиков промышленного оборудования и электроники, то есть на тех, кто не имеет опыта в области гидродинамики, численного анализа или CFD.

Базовый интерфейс и рабочий процесс

После включения надстройки Flow Simulation в SolidWorks в дереве модели появляется дополнительная одноименная вкладка, нажатие на которую открывает «мастер» в верхней части панели инструментов. Он помогает пользователю выбрать физический процесс для моделирования, например, определиться между моделированием несжимаемой или сжимаемой жидкости. Если выбран внешний поток, на следующем шаге пользователю будет предложено выбрать размер его характеристики. После завершения работы «мастера» дополнительные настройки, включающие спецификацию граничных условий, создание сетки, моделирование и постобработку, выполняются в основном графическом интерфейсе пользователя, а рабочий процесс, как правило, выполняется сверху вниз на панели слева.

Возможности моделирования физических процессов

За последнее десятилетие возможности SolidWorks Flow расширились настолько, что теперь она во многом способна конкурировать с ведущими автономными CFD-программами. ПО хорошо справляется с основными задачами, включая возможность моделирования многокомпонентных жидкостей или газов, стационарных и нестационарных потоков, предоставляет встроенную базу данных материалов и достойных инструментов предварительной и последующей обработки. Пользователям также доступны несколько расширенных функций, включая отслеживание частиц Лагранжа в дисперсной фазе, физику движущейся системы отсчета, излучение, модели свободной поверхности объема жидкости (VOF), физику пористых сред, физику сжимаемого потока и сопряженную передачу тепла с твердыми телами. Некоторые дополнительные функции SolidWorks Flow включают в себя физику скалярного переноса, Эйлеровы многофазные потоки, физику реагирующего потока, выбор модели турбулентности, динамические взаимодействия жидкости и тела (DFBI), физику изменения фазы, двустороннюю связь Лагранжевой фазы с дисперсной фазой, модель распыления и модель капель, а также расширенные настройки решателя и элементы управления.

Подготовка геометрии и создание сетки

В целом, процесс подготовки 3D-модели с помощью SolidWorks Flow Simulation очень схож с тем, который используется для импорта в автономный пакет CFD. Сложные 3D-модели должны быть упрощены путем подавления деталей, ненужных для анализа, и объединения общих твердых тел для устранения лишних пересечений.

Затем извлекается область жидкости путем идентификации водонепроницаемого набора поверхностей, определяющих её объем. Часто неоднородная геометрия препятствует определению этого объема и нуждается в корректировке. Небольшие объемы могут требовать устранения до создания сетки, чтобы избежать излишне больших вычислительных требований к ней. Инструменты «Проверка модели» и «Очистка CAD» полезны, но чаще всего требуется значительное вмешательство пользователя для устранения проблемных участков геометрии, а затем их восстановления в родной среде 3D-модели.

Когда получен водонепроницаемый объем, можно выполнить разбиение на конечные элементы. Инструменты создания сетки в Flow Simulation призваны упростить этот процесс для пользователя, ограничивая количество необходимых входных данных. Допускается только гексагональная сетка без параметров призматического пограничного слоя.

Плотность сетки «по умолчанию» назначается с помощью ползунка числовой шкалы. Базовый уровень пользовательского размера сетки определяется через настройки сетки для всех режимов жидкость/твердое тело, для отверстий между смежными поверхностями или для определенных пользователем пространственных объемов.

Инструмент адаптивного уточнения позволяет программе во время моделирования корректировать уточнение сетки на основе решения переменных градиентов, если это необходимо. Комбинация этих методов, как правило, даёт среднее или низкое качество сетки. Для его повышения необходимо уменьшить размер элемента. К сожалению, создание сетки не обладает преимуществами многоядерных компьютерных архитектур.

Расчет

SolidWorks Flow использует решатель конечных объемов, который, как показало пристальное рассмотрение, довольно неэффективен. Решение соответствующих уравнений сохранения массы и энергии на основе конечного объема уже давно является отраслевым стандартом. Позже вы увидите сравнение его с другими методами, такими как метод конечных элементов (FEM) и решетчатый метод Больцмана (LB).

Распределение вычислений решателя по ядрам допустимо, но неэффективно по сравнению с распараллеливанием других пакетов ПО, рассматриваемых в этой статье, что приводит к меньшему, чем линейное, сокращению времени вычислений с дополнительными ядрами. В одном примере моделирование в SolidWorks требовало от 4 до 100 раз больше времени, чем сопоставимое моделирование, выполненное в ANSYS Fluent. Результаты при этом были менее точными.

Одной из особенно приятных особенностей моделирования потока является встроенная возможность многопараметрической оптимизации. Этот инструмент позволяет выбрать геометрию 3D-модели или параметры моделирования в качестве входных переменных, определить диапазоны изменения переменных и целевые величины, представляющие интерес для оптимизации. Затем пользователь может использовать схему экспериментов для создания поверхности отклика и градиентных методов, чтобы ориентироваться на локальный оптимум.

Постобработка

Постобработка в SolidWorks Flow, хотя не является впечатляющей и не соответствует уровню ведущих автономных CFD-решений, все же выигрывает от внедрения в Solidworks с его усовершенствованным визуальным подходом к представлению 3D-информации. Доступны типовые векторные, контурные, обтекаемые и изоповерхностные графики, а также экспорт данных в формате Excel. Выходные данные могут быть изображены прямо рядом с собственными 3D-моделями, что делает создание высококачественной графики менее трудоемкой, чем попытка собрать вместе изображения в сторонних инструментах, таких как Adobe Photoshop.

Рисунок 1 – Визуализация расчета в SolidWorks Flow при совмещении с исходной геометрией

Использование

Моделирование может выполняться на любом количестве ядер, но улучшения производительности ограничены.

AUTODESK CFD

Autodesk приобрела компанию Blue Ridge Numerics в 2011 году, и вскоре после этого программный продукт, ранее известный как CFdesign, был переименован в Autodesk CFD. Чисто технически Autodesk CFD не встроен в CAD, поскольку для его запуска из рабочего пространства Inventor или Fusion 360 требуется отдельное приложение. Но это решение все еще относится к категории CAD-встроенных, потому что связь между файлами расчета и исходной 3D-моделью может поддерживаться путем выполнения определенных действий. Можно с уверенностью сказать, что Autodesk CFD предназначен в основном для представителей электронной и архитектурной промышленности, что имеет смысл, учитывая масштабное присутствие в этих отраслях других продуктов Autodesk.

Базовый интерфейс и рабочий процесс

Autodesk CFD можно запустить напрямую из Inventor и других 3D-САПР или автономно. При запуске из CAD-пакета 3D-модель помещается непосредственно в CFD-пространство с сохранением ассоциативных связей. Таким образом, при введении конструктивные изменений модели в CAD и перезапуске её в CFD, ПО автоматически обновляет параметры, согласно исходной модели. Эта ассоциативность обеспечивает согласованность между моделями и сокращает время настройки, необходимое для последующих итераций проектирования.

И наоборот, можно импортировать геометрию файла CAD непосредственно в Autodesk CFD (.x_t, .sldprt, .sldasm, .step, .iges, and .3dm и т.д.). Во время импорта может быть активирован инструментарий оценки модели, который инициирует серию тестов для поиска возможных проблем в геометрии, таких как мелкие элементы, зазоры и пересечения. Инструментарий выявляет эти ошибки, но не исправляет их. Это значит, что пользователю необходимо внести исправления в исходную модель, а затем снова запустить тест.

В остальном рабочий процесс в Autodesk CFD очень напоминает SolidWorks. Правда существуют некоторые моменты, которые хочется улучшить. Например, приходится часто переключаться между инструментами выделения поверхности и объема при назначении геометрических объектов объектам моделирования. Другой пример – необходимость назначения на одной поверхности отдельно нескольких граничных условий, например, температуры и скорости, вместо задавания комбинированного граничного условия.

Возможности моделирования

Autodesk CFD охватывает большинство базовых функций автономных программ, включая возможность моделирования многокомпонентных жидкостей или газов, стационарных или нестационарных потоков, предоставляет встроенную базу данных материалов и достойные инструменты предварительной и последующей обработки. Список возможностей, доступных в пакете Autodesk CFD Ultimate немного шире, чем в Solidworks Flow, и представляет собой набор дополнительных функций, таких, например, как более широкий диапазон моделей турбулентности.

Подготовка геометрии и создание сетки

Расчет в Autodesk CFD основан на конечных элементах. Поверхностные сетки являются треугольными, а объемные элементы – тетраэдрическими по умолчанию. Инструменты для создания сетки позволяют назначать плотность сетки с помощью ползунка. Уточнение отдельных поверхностей или областей также возможно.

Инструментом «Авторазмер» можно пользоваться в том случае, если вы готовы полагаться на удачу. Призматические слои в пограничном слое твердых поверхностей могут быть получены при активированной опции «Приграничный слой». Однако всегда помните, что толщина призматического слоя должна соответствовать выбранной модели турбулентности.

Одной из самых приятных функций, связанных с сеткой, является инструмент обтекания поверхности, который можно использовать, чтобы определять область для моделирования внешнего потока, то есть для испытаний в аэродинамической трубе.

Рисунок 2 – Конечно-элементная модель Autodesk CFD

Расчет

Autodesk CFD является чем-то вроде изгоя в сообществе CFD, поскольку он использует решатель на основе конечных элементов. Устоявшаяся критика применения этого метода к уравнениям Навье-Стокса заключается в том, что он может быть менее точным и менее эффективным, чем метод конечных объемов. Испытания подтвердили, что Autodesk CFD медленнее, чем лучшие в своем классе решатели на основе конечных объемов, и незначительно медленнее, чем SolidWorks Flow Simulation, при работе на сопоставимых сетках.

Постобработка

Учитывая, что CFD был разработан независимо от других инструментов Autodesk и до сих пор является автономным продуктом, неудивительно, что он отличается от хорошо проработанных средств визуализации, доступных в Inventor и Fusion 360. Преданные пользователи могут только надеяться, что Autodesk CFD в конечном итоге будет использоваться одной или обеими этими платформами.

Лицензирование и использование

В настоящее время Autodesk CFD Premium и CFD Ultimate доступны в виде годовой подписки. С помощью этой подписки пользователь также получает доступ к Fusion 360. Кроме того, можно приобрести подписку Autodesk Inventor, если вы предпочитаете более традиционное ПО для 3D-моделирования. Моделирование может быть выполнено на любом количестве физических ядер, к которым у вас есть доступ, но есть один важный нюанс.

Как правило, вычисления методом конечных элементов не масштабируются линейно с числом процессов. По собственному признанию Autodesk, пользователи могут ожидать только 20%-ного ускорения при переходе с 4 на 8 процессоров и 10%-ного ускорения при переходе с 8 на 16. Кроме этого Autodesk предоставляет возможность облачных вычислений, но и этот вариант не сулит значительного улучшения производительности.

ANSYS DISCOVERY LIVE

Удивительно, насколько нехарактерным для ANSYS оказался продукт Discovery Live и его использование. Компания, ранее утверждавшая, что для получения точных результаты CFD необходимо серьезное программное обеспечение, теперь утверждает, что вспомогательный характер ПО важнее точности. По их словам, симуляция должна снова стать чем-то несерьёзным. Теперь можно видеть приблизительные результаты от изменений дизайна с каждым щелчком мыши.

Пользователей могут привлечь два аспекта. Во-первых, все модели решетки Больцмана по своей природе зависят от времени и, таким образом, вполне естественно приводят к гораздо более привлекательным визуализациям потока, демонстрирующим нестационарное поведение. Такие визуализации говорят об интуитивном понимании того, что жидкости ведут себя далеко не так статично, как говорят бесконечно усредненные по времени результаты CFD, которые большинство пользователей привыкло видеть. Второе – это легкость, с которой изменение геометрии может отражаться на расчете. Discovery Live – это совершенно особенный организм, в котором вычислительная область может перестроиться на лету.

Эта возможность, в худшем случае, является новым и красивым использованием технологии прямого 3D-моделирования, а в лучшем – прорывом, который станет примером для всех будущих CFD-программ. Последнее окажется верным, если ANSYS изобрели масштабируемый подход к созданию сетки, которая в настоящее время способна создавать структуры в реальном времени при изменение геометрии. Почему это так важно? Если технология может производить сетку в реальном времени сейчас, можно разумно ожидать, что с дальнейшими улучшениями аппаратного обеспечения GPU, тонкие решетки будут активно развиваться и дальше. Кроме того, методы решетки Больцмана, хотя и не такие надежные, как методы конечных объемов, но имеют потенциал быть такими же точными, если продолжат развиваться.

Поскольку эта технология слишком нова и дает весьма реалистичные результаты, в ближайшее время ее будут использовать только профессионалы и исследователи. Здесь нет полного анализа рабочего процесса, вы просто можете найти и посмотреть живую демонстрацию. Также на Discovery Live можно приобрести годовую подписку, но понадобится выдающаяся видеокарта для выполнения постобработки.

Опубликовано 22 Марта 2020

Источник: www.pointcad.ru

Анализ внешнего потока в SOLIDWORKS Flow Simulation

Дополнительный модуль SOLIDWORKS – Flow Simulation – позволяет моделировать потоки жидкости и газа для вычисления различных характеристик: температуры, скорости потока, давления и т.д. В этой статье мы рассмотрим случай, когда на пути движения внешнего потока воды находится баллон. Посмотрим, как баллон влияет на скорость, проанализируем образование вихрей потока. Рассчитаем значение силы сопротивления, которое баллон оказывает потоку, а для получения более точных результатов воспользуемся функцией Адаптация сетки. И это еще не всё!

Введение

У нас есть произвольная емкость, которую мы поместили в поток воды (рис. 1).

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

Прежде чем продолжить, напомню, что если чтению учебных материалов вы предпочитаете просмотр уроков, – добро пожаловать на наш YouTube-канал «Школа SOLIDWORKS». По ссылке вы найдете видео, где мы учимся анализировать поток средствами Flow Simulation.

Постановка задачи

Для задания условий задачи существует несколько способов. В нашем случае мы воспользуемся функцией Мастер проектов. Эта функция автоматически создает новый проект, позволяя задавать имя и конфигурации. Единицы измерения СИ оставим по умолчанию, а вот градусы Кельвина изменим на градусы Цельсия (рис. 3).

Далее задаем условия для типа задачи (рис. 4). Во-первых, это задача Внешняя, то есть поток обтекает твердое тело (баллон). Затем нам понадобится задать условие Нестационарность, так как мы рассматриваем переходный поток, то есть меняющийся со временем. Значения Общее время и Временной шаг оставляем по умолчанию, эти параметры мы сможем уточнить позже.

Еще выберем условие Гравитация – и обязательно проверим, чтобы ускорение свободного падения было направлено корректно.

Следующим шагом задаем текучую среду (рис. 5), в нашем случае это вода. Во вкладке Жидкости выбираем Water. Нажимаем кнопку Далее и переходим к заданию условий на стенках – эти значения мы оставим по умолчанию.

И наконец в окне Мастер проекта задаем начальные условия задачи (рис. 6). Здесь мы укажем лишь скорость потока по оси Z в противоположном направлении: 5 м/с. В этом же окне можно задавать скорость с помощью зависимостей, табличных значений или формулы.

Что касается Расчетной области (то есть той, в которой будут проводиться вычисления), ее мы задаем произвольно: либо стрелками на модели, либо через задание координат области (рис. 7).

Опции расчета

Теперь для нашей задачи установим условия нестационарности. Щелкаем правой кнопкой мыши по строке Входные данные и выбираем Опции управления расчетом (рис. 8). В появившемся окне (рис. 9) задаем значение Физическое время, которое подтянулось сюда при выборе нами параметра Нестационарность в Мастере проектов.

Этот параметр означает время, до которого будет выполняться расчет; установим для него значение 5 секунд. В этом же окне откроем вкладку Расчет и выберем Шаг по времени – Вручную, равный 1 секунде.

Далее перейдем во вкладку Адаптация сетки (рис. 10). Адаптация сетки означает дробление ее ячеек, так чтобы их общее количество увеличивалось до тех пор, пока не будет достигнуто заданное разрешение. Flow Simulation автоматически выполняет адаптацию в процессе расчета. Установим максимально допустимое число ячеек: 7 500 000.

Для стратегии адаптации сетки (от этого параметра зависит, в какие моменты расчета будет выполняться адаптация сетки) выберем Периодически и Физическое время. Период определим равным одной секунде.

Глобальная цель

Определим Глобальную цель, которая будет определять силу сопротивления. В нашем случае это сила по оси Z (рис. 11). Правой кнопкой мыши вызываем Цели → Добавить Глобальную цель и выбираем параметр Сила (Z).

Результаты

После того как расчет запущен и завершен, мы можем в различных вариантах посмотреть результаты нашего исследования. Для начала построим Картину в сечении, выбрав плоскость сечения Сверху, а в качестве типов отображения Заливку (соответствует давлению) и Вектора (соответствует скорости) – рис. 12.

На эпюре (рис. 13) заметно, что давление внизу выше – сказывается вес воды сверху. Здесь учитывается параметр, известный как потенциал давления. По векторам (стрелкам) мы видим, как поток входит в баллон в нижней части горлышка, а в верхней пытается выйти из него. Взглянув на размер стрелок, которые показывают скорость потока, отметим, что возле стенок они короче, чем в другом месте.

Скорость снижается из-за трения стенок.

Создадим еще одну Картину в сечении, установив в качестве типа отображения сетку (рис. 14). После построения эпюры мы видим, что сетка автоматически уточнилась в местах завихренного потока и там, где скорость потока существенно отличается от заданной.

Теперь откроем в Результатах вкладку Цели и посмотрим значение силы сопротивления (рис. 15). Отрицательные значения появляются как результат несовпадения направления силы с направлением оси Z.

И, наконец, измерим давление на поверхности цилиндра и его изменение во времени. Открываем в Результатах окно Поверхностные параметры, выбираем грань баллона (рис. 16) и задаем параметр Давление. В этом же окне, но на вкладке Эволюция во времени выбираем все моменты времени и команду Показать.

Вывод

И, наконец, измерим давление на поверхности цилиндра и его изменение во времени. Открываем в Результатах окно Поверхностные параметры, выбираем грань баллона (рис. 16) и задаем параметр Давление. В этом же окне, но на вкладке Эволюция во времени выбираем все моменты времени и команду Показать.

Источник: habr.com