SWFS III Lekcija 1-Fin

8/18/2019 SWFS III Lekcija 1-Fin

1/44

LEKCIJA 1:

I ZRADA PROJEKTA U S OLIDW ORKS F LOW S IMULATION

Ciljevi:

Nakon uspješnog završetka ove lekcije, bićete u mogućnosti da:

Razumijete potrebnu pripremu modela za projekat simulacije tečenja. Kreirate jednostavne poklopce.

Provjera geometrije za nevažeće kontakte.

Izračunati unutrašnje zapremine.

Napravite projekat SolidWorks Flow Simulation koristeći Project Wizard.

Postavljanje graničnih uslova kod tečenja..

Postavljanje ciljeva.

Pokrenuti analizu.

Koristiti Solver.

Pregledati rezultate.


2/44

SolidWorks Flow Simulation

III-1-2

Studija slučaja: Razdjelnik – usisna grana

U ovoj lekciji ćemo naučiti kako podesiti SolidWorks Flow Simulation projekat (engl.SolidWorks Flow Simulation project ) uz pomoć Wizarda. Prije podešavanja projekta,

naučićemo kako da pravilno pripremimo naš model za analizu. Pokrenućemosimulaciju i naučiti kako da tumačimo dobijene rezultate. Pored toga, upoznaćemomnoge opcije koje su nam na raspolaganju kod obrade rezultata provedene analize.

Opis problema

Vazduh ulazi kroz ulazni otvor na razdjelniku sa 0,05 m3/s i prot iče napolje kroz šestotvora, kao što se može vidjeti na slici. Jedan od glavnih ciljeva prilikom dizajniranjarazdjelnika-usisne grane jeste ravnomjerna distribucija mješavine za sagorijevanje na

glave klipova motora, što osigurava optimalnu efikasnost motora. To treba imati na

umu prilikom analiziranja našeg razdjelnika.

Sl. 1.1 Razdjelnik

Cilj ove lekcije jeste da se predstave svi koraci podešavanja SolidWorks Flow

Simulation projekta unutar SolidWorksa, od pripreme samog modela do obrade

dobivenih rezultata. Ciljevi projekta će biti definisani i objašnjeni. Pored toga,rezultati će biti obrađeni korištenjem različitih opcija u SolidWorks Flow Simulation.

Faze u procesu

Priprema modela za analizu.Upotreba alata Lids za zatvaranje modela u sklopu pripreme modela za unutrašnju

analizu. Check Geometry komanda će se koristiti za provjeru da li je modelspreman za simulaciju strujanja.

Postavke simulacije strujanja.Upotreba Wizarda za podešavanje postavki simulacije strujanja.

Primjena graničnih uslova.Definisanje graničnih uslova na ulaznom i izlaznim otvorima.

Definisanje ciljeva proračuna.


3/44

LEKCIJA 1: Izrada projekta u SolidWorks Flow Simulation

III-1-3

Ciljevi proračuna se definišu kao parametri od interesa o kojima korisnik imainformacije nakon što je analiza pokrenuta.

Pokretanje analize

Obrada rezultata analizeRezultati mogu biti obrađeni upotrebom velikog broja raspoloživih opcija uSolidWorks Flow Simulation.

1. Pokretanje SolidWorksa.

2. SolidWorks Flow Simulation Add-Ins.

Nakon instalacije, SolidWorks Flow Simulation se aktivira unutar SolidWorksa

upotrebom menija Tools, Add-Ins.

Označit e Sol i dWor ks Fl ow Si mul at i on da možete koristiti ovaj dodatak.Kliknite OK.

3. Otvaranje fajla sklopa.

Otvorite sklop Col et or koj se nalazi u folderu Lesson01\ Case St udy.

Priprema modela

U bilo kojoj statičkoj analizi, često je neophodna promjena geometrije SolidWorksCAD modela da bi simulacija mogla izvesti. Isto važi i za simulacije strujanja.SolidWorks Flow Simulation grupiše analize strujanja u dvije odvojene kategorije,

unutrašnje i vanjske analize strujanja. Prije početka pripreme modela, trebateodrediti kojoj kategoriji pripada analiza koju želite izvršiti.

Unutrašnja analiza strujanja

Unutrašnja analiza strujanja uključuje strujanje fluida unutar graničnih čvrstih

površina, kao što je strujanje unutar cijevi, rezervoara, HVAC-sistema, itd. Unutrašnji

tokovi su ograničeni unutar geometrije SolidWorks CAD modela. Kod unutrašnjegstrujanja fluid ulazi u model kroz ulazne otvore i izlazi iz modela kroz izlazne otvore,

sa izuzetkom nekih problema prirodne konvekcije kod kojih nema otvora.

Da bi se izvršila unutrašnja analiza toka, model u SolidWorksu mora da bude potpuno

zatvoren (bez otvora) upotrebom poklopaca. Alat SolidWorks Flow Simulation,

Tools, Check Geometry se može koristiti kako bi se provjerilo i osiguralo da je CADmodel u potpunosti zatvoren.

Vanjska analiza strujanja

Vanjska analiza strujanja podrazumijeva čvrsti model koji je u potpunosti okružen

fluidom koji struji, npr. strujanje oko aviona, automobila, zgrada, itd. Tok fluida nijeograničen nekom vanjskom čvrstom površinom, nego je ograničen samo granicama


4/44


III-1-4

računarske domene i analiza ne zahtjeva upotrebu poklopaca, osim kod analiza kojeuključuju i izvor strujanja (kao što je ventilator).

Ako je istovremeno potrebna i unutrašnja i vanjska analiza, npr. strujanje oko i kroz

zgradu, analiza se u SolidWorks Flow Simulation tretira kao vanjska analiza.

Strujanje kroz razdjelnik - usisnu granu

Sada kada znamo razliku između unutrašnjih i vanjskih analiza, možemookarakterisati našu analizu strujanja kroz razdjelnik kao unutrašnju. Istraživaćemosamo strujanje u unutrašnjosti razdjelnika, dok nas bilo kakvo strujanje oko njega ne

zanima. Kao što je pomenuto ranije, da bi izvršili unutrašnju analizu strujanja,

SolidWorks CAD model mora biti potpuno zatvoren.

Poklopci

Poklopci se koriste u unutrašnjim analizama strujanja. Kod ove vrste analize, svi

otvori na modelu moraju biti zatvoreni korištenjem poklopaca kao posebnihelemenata u konstrukcijskom stablu SolidWorks CAD modela (engl. features).

Površine poklopaca (koje dolaze u kontakt sa fluidom) se koriste za postavljanje

graničnih uslova, kojima se definišu vrijednosti masenog protoka, zapreminskogprotoka, statičkog/ukupnog pritiska, i sl. na granicama prostora ispunjenog fluidom.

Napomena

Situacije koje ne zahtijevaju upotrebu poklopaca su vanjske analize u kojima seposmatra strujanje fluida oko tijela kao što su: automobili, avioni, zgrade, itd. Pored

toga, poklopci se ne koriste kod problema prirodne konvekcije.

Predstavljanje: Kreiranje poklopca

Alatka Create Lids automatski kreira poklopce za sve otvore na izabranim ravnim

površinama modela. Ova alatka je dostupna i u slučajevima pojedinačnih dijelova ikod sklopova. Poklopci su neophodni za unutrašnju analizu (za probleme poputstrujanja fluida kroz kuglasti ventil ili cijev).

Gdje pronaći

Iz menija Flow Simaltion izaberite: Tools, Create Lids.

Ili, na glavnoj alatnoj traci Flow Simulation, kliknite Create Lids .

Ili , na Flow Simulation Command Manager, kliknite Create Lids .

4. Kreiranje poklopca na ulaznoj strani.

Pod SolidWorks Flow Simulation, Tools, izaberite Create Lids.


5/44


III-1-5

Odaberite prstenastu površinu koja definira ulaznu ravan koju treba zatvoriti

poklopcem.

U Create Lid Property Manager, odaberite Adjust Thickness i unesite 1 mm kao

Thickness. Na ovaj način definišete debljinu poklopca.

Kliknite OK

Sl. 1.2 Poklopac na ulazu

Na konstrukcijskom stablu ćete primijetiti da je kreiran novi dio, nazvan LI D1, koji je

nastao „slijepim“ izvlačenjem (engl. blind extrusion) kreirane skice od odabrane ravniprema unutrašnjosti modela na dužini koja je definisana kao Thickness.

Napomena

Alatka Create Lids dozvoljava istovremeno označavanje više ravnih površina. Ako jekoristimo prilikom rada sa sklopom (engl. assembly ) biće kreirani novi dijelovi (engl.

parts) nazvani LI D1, LI D2... Ako alatku koristimo kod pojedinačnog dijela biće

kreirani novi elementi tog dijela (engl. features) nazvani LI D1, LI D2...

Savjet

Preporučuje se preimenovanje poklopaca kada se radi o sklopu. Na taj način se moguizbjeći problemi koji nastaju kada je u SolidWorksu istovremeno otvoreno višesklopova sa poklopcima.

Debljina poklopca

Ako je potrebno, debljina poklopca se može podesiti klikom na ikonu AdjustThickness i unošenjem vrijednosti u dati prostor Thickness (kao što je urađeno uprethodnom koraku).

Debljina spoljašnjeg poklopca je obično nevažna za unutrašnju analizu. Međutim,

debljina poklopca ne bi trebala da bude toliko velika da na bilo koji način utiče naoblik strujanja (engl. flow pattern) „nizvodno“ od poklopca. Ako se radi o kombinaciji


6/44


III-1-6

spoljašnje i unutrašnje analize strujanja onda kreiranje previše tankog poklopca ćeprouzrokovati veoma veliki broj ćelija. Za većinu slučajeva, debljina poklopca kojaodgovara debljini susjednih zidova će biti sasvim dovoljna.

Ručno pravljenje poklopca Alatka Create Lids se ne može koristiti ukoliko nema ravne površine koja bi sekoristila kao referenca. U takvim slučajevima se poklopci moraju napraviti ručno (kao

posebni dijelovi sklopa ili kao dodatni elementi dijela).

Dodavanje poklopca na pojedinačni dio

Kliknite na površinu u blizini gdje želite da dodate poklopac i otvorite skicu.

Odaberite unutrašnju ivicu i izaberite Sketch Tools, Convert Entities.

Insert, Boss/Base, Extrude i izaberite opciju Mid Plane.Napomena

Izbor opcije Mid Plane je veoma važan. Opcija Blind bi stvorila nevažeći kontakt(nepovezano tijelo) između poklopca i t ijela. SolidWorks Flow Simulation nije ustanju da primjeni granične uslove na površinu kada postoji nevažeći kontakt.

Sl. 1.3 Ispravno i neispravno kreiranje poklopaca

Dodavanje poklopca na sklop

Postoji nekoliko načina za pravljenje poklopaca u SolidWorks sklopnim fajlovima.Sljedeći koraci prikazuju jedan od preporučenih načina:

U SolidWorks sklopnom modu idite na Insert , Component , New Part .

Ukucajte ime za dio (mnogi koriste Inlet Lid ili Outlet Lid). Kliknite OK .

Odaberite površinu gdje biste željeli da dodate poklopac.

Označite unutrašnju ivicu/ce i odaberite Skecth Tools, Convert Entities.

Insert , Boss/Base, Extrude i odaberite Mid Plane opciju.


7/44


III-1-7

Napomena

Preporuka je da se naprave poklopci kao posebni dijelovi u okviru sklopa, posebno

ako analiza uključuje prenos toplote. Ovakvim poklopcima se može dodijeliti različit

materijal (poput izolatora) tako da poklopac ne utiče na analize prenosa toplote.

5. Preostali poklopci.

Kreirajte preostale poklopce na vanjskim površinama koristeći metod ručnogpravljenja poklopaca koja je opisana iznad. Koristite Mid Plane duboko izvlačenje nadužini 2 mm.

Sl. 1.4 Poklopci na izlazima iz razdjelnika

Napomena

Mogli smo koristiti alatku Create Lids da napravimo preostale poklopce, ali bi ova

alatka zatvorila sve otvore na označenoj površini, pa samim tim i otvore za vijke, što u

ovom slučaju nije potrebno. Pored toga, ovo nam daje priliku da vježbamo ručnopravljenje poklopca.

Diskusija

Tokom pravljenja poklopaca prije analize, treba imati na umu da oni imaju dvije

namjene: zatvaranje svih otvora i stvaranje geometrije na kojoj se mogu definisatigranični uslovi (npr. statički pritisak, maseni protok itd.). Na ovom modelu se mogaokoristiti jedan poklopac za zatvaranje svih šest izlaza, kao što je prikazano na crtežu. Međutim, ovakav tip poklopca ne bi bio primjenljiv ako bi se zaht ijevali različit igranični uslovi na svakom izlazu. Također, ovakav poklopac je nepogodan iz razloga


8/44


III-1-8

što je za procjenu analiziranog dizajna razdjelnika potrebna informacija o protoku

kroz svaki pojedinačni izlaz (dobro dizajniran razdjelnik vrši ravnomjernu raspodjelusmijese za sagorijevanje).

Sl. 1.5 Neadekvatan poklopac na izlazima iz razdjelnika

Provjeravanje geometrije

SolidWorks CAD model se mora provjeriti da bi se utvrdilo da li postoje problemi sa

geometrijom koji mogu izazvati probleme prilikom izrade mreže čvrstih tijela i

regiona ispunjenih fluidom.

Dva su glavna razloga koja sprečavaju izradu mreže čvrstih i fluidnih tijela:

Postojanje otvora u geometriji koji sprečavaju SolidWorks da potpuno definiše ucijelosti zatvoren unutrašnji volumen. Ovo važi samo za unutrašnje analize.

Postojanje neispravnih spojeva između dijelova u sklopu. Neispravni spoj izmeđudijelova je spoj u obliku linije ili tačke. O ovom će biti više riječi kasnije u lekciji.

Napomena

Neispravni kontakti utiču i na unutarnju i vanjsku analizu.

Predstavljanje: provjera geometrije

SolidWorks Flow Simulation alatka nazvana Check Geometry omogućava korisnikuda provjeri geometriju SolidWorks CAD modela. Ova alatka također omogućava provjeru mogućih geometrijskih problema (npr. tangentni kontakti) koji za posljedicuimaju da SolidWorks Flow Simulation kreira neadekvatnu mrežu.

Gdje pronaći

Iz menija Flow Simulation, izabrati: Tools, Check Geometry.


9/44


III-1-9

Ili, na glavnoj alatnoj traci Flow Simulation, kliknite Check Geometry .

Ili, na Flow Simulation Command Manager, kliknite Check Geometry .

6. Provjera neispravne geometrije fluida.

Iz menija Flow Simulation izabrati: Tools, Check Geometry.

Provjerite da li je opcija Exclude Cavities Without Flow Conditions isključena.

Klinite Check .

U tekstualnom polju, pod Output , trebale bi se pojaviti slijedeće informacije:

Anal ysi s t ype: I nt er nal (Tip analize – unutrašnja)

The f l ui d vol ume i s 0. 0034765603 m̂ 3

The sol i d vol ume i s 0. 0106322214 m̂ 3

Napomena

Komanda Check Geometry provjerava moguće neispravne kontakte, npr.tangentnost, širine kontakte jednake nuli, itd. Ako je problem otkriven, pojavljuje se

poruka u I nval i d cont act s izlaznom okviru.

Savjet

Kada je geometrija spremna za analizu, dobra je praksa da se sve komponente

(dijelovi sklopa) podese kao fiksne. Ovo osigurava da se nijedna od komponenti ne

pomjera prilikom definisanja graničnih uslova, itd.

Unutrašnja zapremina fluida

SolidWorks Flow Simulation izračunava ukupne zapremine i čvrstih tijela i fluida kojiispunjava model.

Kod unutrašnjih analiza strujanja, zapremina fluida koji ispunjava model mora bitiveća od nule. Ako nema neispravnih kontakata a unutrašnja zapremina fluida je i daljenula, onda postoji mali zazor ili otvor koji povezuje unutrašnju domenu sa vanjskim

prostorom. Kada se mali zazor ili otvor otkrije i ispravi, potrebno je ponovo pokrenuti

alatku Check Geometry kako bi se potvrdilo da je unutrašnja zapremina fluida zaista

veća od nule.

Neispravni kontakti

Ako neispravni kontakti postoje, SolidWorks Flow Simulation neće biti u mogućnosti da izračuna unutrašnju zapreminu fluida (u računarskom domenu), i alatka CheckGeometry će pokazati da je unutrašnja zapremina fluida jednaka nuli čak iako je


10/44


III-1-10

model savršeno zatvoren i nema otvora ili zazora. Neispravni kontakti moraju biti

popravljeni prije provođenja analize strujanja. Oni mogu da se poprave bilorazdvajanjem dva tijela na veoma malu udaljenost tako da se oni više ne dodiruju ili

kreiranjem nalijeganja između dva tijela.

Primjeri neispravnih kontakata

Neki od tipičnih tipova neispravnih kontakata su prikazani na slici.

Sl. 1.6 Primjeri neispravnih kontakata

U našem primjeru, ako se prilikom kreiranja poklopca koristi opcija Blind, stvara se

neispravan linijski kontakt, kao što je to prikazano na slici.

Napomena

Nije svaki tangentni kontakt ujedno i neispravan. SolidWorks Flow Simulation koristi

SolidWorks API logičke operacije da bi konstruisao fluidna i čvrsta tijela. Ako jeSolidWorks u stanju da uspješno konstruiše data tijela, onda će SolidWorks Flow

Simulation smatrati ta tijela pogodnim za svoju analizu čak i sa potencijalno lošimkontaktima kao što je “linijski kontakt”.

Kod nekih modela, čak i sa neispravnim kontaktima korisnik će moći da definišegranične uslove i izvrši analizu. Korisnici u ovim slučajevima mogu da prime poruku o

grešci “Fai l ed t o compl et e” prilikom pokušaja kreiranja ravanskog prikaza

vrijednosti određenog parametra Cut Plots. U takvim slučajevima se mora ispravitineispravni kontakt i ponovno pokrenuti analiza prije prikaza Cut Plot slika.

Važno!

Kod unutrašnjih analiza protoka, granični uslovi se ne mogu primijeniti sve dok se nezatvore svi otvori.

Upoznavanje: Wizard

Wizard za kreiranje projekta simulacije strujanja koriste čak i najiskusniji korisniciSolidWorks Flow Simulation. On korisnika vodi kroz osnovne korake uspostavljanja

analize strujanja. Za potpuno definisanje nešto komplikovanijih analiza, poredosnovnih postavki koje se definišu u samom Wizardu, potrebno je izvršiti dodatnapodešavanja. Wizard se odnosi na sljedeće dijelove:


11/44


III-1-11

Project ConfigurationU prvom koraku se bira konfiguracija koja se želi koristiti tokom simulacije.Moguće je napraviti novu konfiguraciju ili koristiti neku koja je već kreirana.Preporučuje se da se svaka simulacije strujanja poveže sa novom konfiguracijom

jer se na taj način osigurava dobru organizaciju fajlova i rezultata.

Unit SystemU drugom koraku se bira sistem jedinica koji će biti korišten u simulaciji. Izabranisistem se može naknadno promijeniti u Flow Simulation meniju izborom opcijeUnits. Također, moguće je kreirati sopstveni sistem jedinica koji može biti

kombinacija različitih standardnih sistema.

Analysis TypeIzbor tipa analize se vrši u trećem koraku. Analiza može biti unutarnja i vanjska. Pored toga, moguće je podesiti i neke druge karakteristike analize, kao što je npr.izbor referentne ose.

Deafult FluidČetvrti korak definisanja analize strujanja omogućava izbor fluida koji će bitikorišten u analizi kao i izbor tipa strujanja koji će se pojaviti (laminarni,turbulentni ili oba).

Wall ConditionsPetim korakom se definišu granični uslovi strujanja na zidovima modeladefinisanih SolidWorks geometrijom.

Initial ConditionsDefinisanje početnih i ambijentalnih uslova čvrstih i tečnih tijela u modelu se vrši ušestom koraku Wizarda.

Results and Geometry ResolutionZadnji korak definiše kvalitet (gustoću) mreže na osnovu geometrijskih karakteristika modela (debljina tankih zidova i veličina otvora), kao i sveukupnutačnost rezultata.

Gdje pronaći:

Iz menija Flow Simulation, izaberite Project , Wizard.

Ili na glavnoj alatnoj traci Flow Simulation, kliknite Wizard .

Ili na Flow Simulation ComammndManager, kliknite Wizard .

7. Kreiranje novog projekta koristeći Wizard.

Iz menija Flow Simulation, odaberite: Project , Wizard.

8. Kreiranje novog projekta.

U tekstualni okvir Project name upišite ime projekta: Project 1.


12/44


III-1-12

Nakon što ste izabrali da Wizard kreira novu konfiguraciju, u tekstualni okvir

Configuration name upišite ime nove konfiguracije: Project 1.

SolidWorks Flow Simulation će napraviti novu konfiguraciju vašeg sklopa i spremitisve rezultate simulacije u zaseban folder numerisan po redoslijedu (1, 2, 3, itd.)

zavisno od toga koliko je simulacija strujanja provedeno. Ovaj folder se nalazi u istom

direktoriju kao i fajl sklopa.

Sl. 1.7 Davanje imena projektu

Kliknite Next.

9. Izbor mjernih jedinica.

Izaberite SI(m-kg-s) kao sistem jedinica za ovaj projekat.

Sistem jedinica se može naknadno promijeniti u bilo koje vrijeme prije pokretanja

simulacije (meni Flow Simulation, Units)

Kliknite Next.

Napomena

Moguće je kreirati sopstveni sistem jedinica (mješajući i podešavajući jedinice izraznih sistema jedinica). To je moguće uključivanjem opcije Create New iupisivanjem proizvoljnog imena novog sistema jedinica.


13/44


III-1-13

Sl. 1.8 Mjerne jedinice

10. Izbor tipa analize

Sl. 1.9 Tip analize

Odaberite Internal pod Analysis Type.


14/44


III-1-14

Pod Consider closed cavities, isključite opciju Exclude cavities without flowconditions.

Određivanje referentne ose (Reference axis) nije potrebno kod ove analize.

Prihvatite sva druga standardna podešavanja. Kliknite Next .

Reference Axis

Wizard omogućava definisanje referentne ose u odnosu na koju se može definisatizavisnost (Dependency) određenih parametara (npr. radijacije ili rotacije).

Exclude Cavaities Without Flow Conditions

Status opcije Exclude Cavaities Without Flow Conditions nije važan za ovu analizujer postoji samo jedan unutrašnji prostor u analiziranom modelu razdjelnika. Kada bi

bilo više nepovezanih unutarnjih prostora, uključivanjem ove opcije bi se spriječilo umrežavanje i analiziranje strujanja u svim unutrašnjim prostorima modela kojinemaju granične uslove.

11. Izbor fluida (gas ili tečnost)

Sl. 1.10 Izbor fluida

Proširite stablo Gases. Na listi pronađite i označite Air.


15/44


III-1-15

Kliknite Add i na taj način dodajte izbrani fluid (zrak) na listu fluida koji se koriste uprojektu (Project Fluids).

Prihvatite sva druga standardna podešavanja.

Kliknite Next.

12. Postavljanje uslova zida.

U listi Parameter, vrijednost za Deafult wall thermal condition je Adiabatic wall i

vrijednost za Roughness je 0.

Kliknite Next .

Sl. 1.11 Uslovi zida

Adijabatski zidKako ovaj projekat ne uključuje nikakav tip prenosa toplote, preporučuje se već većizabrana opcija Adiabatic wall. Izborom opcije Adiabatic wall pretpostavlja se da su

zidovi modela potpuno izolovani.

Hrapavost

Ova vrijednost se koristi kod izračunavanja profila brzine u graničnom sloju. Ako sekoristi nula kao zadana vrijednost (preporučuje se ako su neravnine nepoznate),solver pretpostavlja da su zidovi idealno glatki. U Flow Simulation helpu se nalazni

podsjetnik kako odrediti odgovarajuće parametre hrapavosti.


16/44


III-1-16

13. Početni i ambijentalni uslovi.

Kliknite na Next da prihvatite zadane standardne ambijent alne uslove kao početne zaovu analizu.

Napomena

Što su početne vrijednosti podešene bliže konačnim vrijednostima određenim tokomanalize, to će sama analiza kraće trajati. Pošto mi nemamo nikakvu predstavu o tome kolike su očekivane konačne vrijednosti, nećemo ni mijenjati predložene početnevrijednosti.

Sl. 1.12 Početni uslovi


17/44


III-1-17

14. Automatsko podešavanje početne mreže

Sl. 1.13 Rezolucija rezultata i geometrije

Prihvatite vrijednost 3 kao standardnu vrijednost za Result Resolution.

Kliknite Finish.

Napomena

U nekim situacijama, unošenje vrijednosti za Minimum gap size i Minimum wall

Thickness je važno i osigurava da se prilikom umrežavanja ne ignorišu svi malielementi modela. Pošto ovaj model je prilično ujednačen prečnik, definisanjeminimalnog procijepa i minimalne debljina zida nije potrebno.

Rezolucija rezultataRezolucija rezultata je mjera nivoa tačnosti rezultata. Ona ne kontroliše samorezoluciju mreže, nego i definiše mnoge parametre važne za solver, npr. kriterijkonvergencije. Što je veća rezolucija rezultata to je mreža finija, a što za sobompovlači veći ukupan broj ćelija i povećane zahtjeve za fizičkim računarskimresursima.

Veća rezolucija rezultata sužava kriterije konvergencije, povećava broj iteracijapotrebnih da se podigne konvergencija, odnosno zahtjeva više procesorskog vremenaza završetak analize. Prema tome, rezolucija rezultata zaht ijeva pronalazak balans

između zahtijevane preciznosti rezultata i vremena računanja.


18/44


III-1-18

15. Pregled ulaznih podatka u stablu analize SolidWorks Flow Simulation.

SolidWorks Flow Simulation će napraviti novu konfiguraciju u okviru SolidWorksConfigurationManager a također će biti krerano i stablo analize SolidWorks Flow

Simulation. Ime nove konfiguracije je isto kao i ono uneseno u Project Wizardu.

Izaberite karticu Flow Simulation analysis tree kreiranu u SolidWorks Feature

Manageru.

Ako budu potrebne naknadne promjene ulaznih podataka u projektu, korisnik može

desnim klikom na folder I nput Dat a u stablu analize SolidWorks Flow Simulation

odabrati odgovarajuću opciju i promijeniti ili dopuniti ulazne informacije.

Sl. 1.14 Promjena postavki simulacije

U folderu I nput Dat a unutar stabla analize SolidWorks Flow Simulation se nalazi

određen broj opcija koje se koriste za definisanje dodatnih postavki projektne analize.

Računarska domena, prikazana kao žičana kutija koja okružuje model, se koristi zavizualizaciju zapremine koja se analizira.

Sl. 1.15 Računarska domena


19/44


III-1-19

Računarska domena

Računarska domena se definiše kao nepokretni volumen u odnosu na koordinatnisistem u polju strujanja fluida. Iako fluid struji u i van računarske domene, ona sama

ostaje fiksirana u prostoru.SolidWorks Flow Simulation analizira geometriju modela i automatski stvara

računarsku domenu u obliku pravougaone prizme koja obuhvata cijeli model.Granične ravni računarske domene su ortogonalne (upravne) na ose globalnogkoordinatnog sistema analiziranog modela. Za vanjske analize, granične ravniračunarske domene su automatski odmaknute od modela i na taj način ograničavajuodređeni fluidni prostor oko modela. Međutim, za unutrašnje analize, granične ravniračunarske domene su automatski postavljene tako da domena obuhvataju samoanalizirani model.

Predstavljanje: Granični uslovi

Granični uslovi su potrebni za definisanje gdje fluid ulazi ili izlazi iz sistema(računarske domene) i može biti postavljen kao pritisak, maseni protok, zapreminskiprotok ili brzina. Granični uslovi mogu također predstavljati i osobine zida, kao sto suidealni, nepokretni ili rotirajući zid.

Gdje pronaći

Na meniju Flow Simulation, izaberite: Insert , Boundary Conditions.

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Features, kliknite: Boundary Conditions .

Ili, na Flow Simulation CommandManager, kliknite Boundary Conditions .

Ili, na stablu analize Flow Simulation, pritisnite desnu tipku miša na BoundaryConditions i odaberite Insert Boundary Condition.

16. Definisanje graničnih uslova.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, u odjeljku I nput Dat a, desni klik na

Boundary Condi t i ons i odaberite Insert Boundary Condition.Odaberite unutrašnju površinu ulaznog poklopca, kao sto je prikazano na slici.

Napomena

Da bi se mogla označiti unutrašnja površina poklopca potrebno je kliknuti desnomtipkom miša na vanjsku površinu poklopca i izabrati Select Other. U prozoru Select

Other, kružite po ponuđenim površinama pomjerajući pokazivač miša (na ekranu sedinamički označava svaka označena površina) dok ne označite željenu površinu. Tadajednostavno kliknite na nju.


20/44


III-1-20

Sl. 1.16 Površina na koju se primjenjuje ulazni granični uslov

17.

Podešavanje graničnih uslova.U Boundary Conditions PrepertyManager, pod Type, odaberite opciju Flow

Openings .

Iz liste graničnih uslova odaberite Inlet Volume Flow.

Pod Flow Parameters, kliknite na tipku Normal to face i ukucajte 0,05 m3/s.

Sl. 1.17 Postavke ulaznog graničnog uslova


21/44


III-1-21

Kliknite OK .

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, pod Boundary Condi t i ons ,

pojavljuje se nova stavka I nl et Vol ume Fl ow 1. Na osnovu unesenih podataka,

SolidWorks Flow Simulation će „ubacivati“ 0,05 m3

zraka u sekundi kroz ulazni otvor,okomito na označenu površinu.

Napomena

Kako je analizom potrebno odrediti zapreminske protoke na izlaznim otvorima, na

njih je neophodno primijeniti granične uslove pritiska. Ako nije poznata vrijednostpritiska na izlazu iz svake šupljine, onda se može uzeti statički pritisak okoline kaogranični uslov koji će se primijeniti na izlazne površine.

18. Definisanje graničnih uslova.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, u odjeljku I nput Dat a, desni klik naBoundary Condi t i ons i odaberite Insert Boundary Condition.

Odaberite unutrašnju površinu jednog od izlaznih otvora, kao sto je prikazano na slici.

Sl. 1.18 Površina na koju se primjenjuje izlazni granični uslov

19. Podešavanje graničnih uslova.

U prozoru Boundary Conditions, pod Type odaberite dugme Pressure openings

.

Na listi ponuđenih graničnih uslova odaberite Static Pressure.

Kliknite OK da prihvatite zadane ambijentalne vrijednosti. Nova stavka St at i c Pr essur e 1 se pojavljuje u stablu analize SolidWorks Flow

Simulation.


22/44


III-1-22

Sl. 1.19 Postavke izlaznog graničnog uslova

20. Kreiranje preostalih izlaznih graničnih uslova.

Svaki izlazni otvor treba da ima granični uslov statičkog pritiska dodjeljenunutrašnjoj površini izlaznog poklopca. Napravite pet graničnih uslova statičkogpritiska za pet preostalih izlaza.

Predstavljanje: Inženjerski ciljevi

SolidWorks Flow Simulation sadrži ugrađene kriterijume da zaustavljanje procesarješavanja. Ipak, najbolje je da koristite sopstvene kriterijume upotrebom onoga što

SolidWorks Flow Simulation naziva ciljevima. Možete odrediti ciljeve kao fizičke

parametre u oblasti od interesa za projekat, tako da se njihova konvergencija uzima uobzir prilikom postizanja vremenski nezavisnog rješenja sa inženjerske tačkegledišta.

Inženjerski ciljevi su korisnički određeni parametri od interesa koje korisnik može daprati za vrijeme rada solvera i da dobije informacije o njima nakon što je

konvergencija postignuta. Ciljevi se mogu podesiti širom cijelog domena (Global

Goal), u izabranim oblastima (Surface Goal, Point Goal), ili unutar izabranog

prostora (Volume Goal). Osim toga, SolidWorks Flow Simulation može posmatratiprosječne, minimalne i maksimalne vrijednosti prilikom razmatranja ciljeva.

Pored toga, moguće je definisati i Equation Goal, cilj definisan izrazom (osnovnematematičke funkcije) koji koristi prethodno definisane ciljeve kao promjenljive. Ovaj


23/44


III-1-23

tip inženjerskih ciljeva omogućava izračunavanje parametara od interesa (npr. padpritiska) i naknadnu upotrebu tih vrijednosti u projektu.

Prema tome, postoji pet različitih tipova inženjerskih ciljeva koji se mogu definisati uSolidWorks Flow Simulation:

Global Goal

Surface Goal

Equation Goal

Point Goal

Volume Goal

Gdje pronaći

U meniju Flow Simulation, izaberite Insert a zatim i tip cilja koji želite dadefinišete.

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Features, izaberite jednu od ikona sa zastavom

.

Ili, na Flow Simulation CommandManager, izaberite Flow Simulation Features

, a zatim odaberite tip cilja koji želite da definišete.

Ili, na stablu analize Flow Simulation, pod I nput Dat a, desni klik na Goal s , a

zatim izaberite tip cilja koji želite da definišete.

21.

Definisanje površinskog inženjerskog cilja.U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, desni klik na Goal s , i zatim izaberite

Insert Surface Goals.

Sl. 1.20 Postavke površinskog cilja na ulaznoj površini


24/44


III-1-24

Da biste izabrali površinu za Surface Goal, podijelite pano analize (klikom na karticu

Flow Simulation Analysis) i u gornjem dijelu panoa, na stablu analize označite

granični uslov I nt el Vol ume Fl ow 1. Na taj način je za površinu na koju će se

inženjerski cilj odnositi označena površina na koju je već dodjeljen granični uslov.

Na listi Parameters, pronađite i označite parametar Volume Flow Rate klikom ukontrolni okvir pored njega.

Kliknite OK.

Nova stavka, SG Vol ume Fl ow Rat e 1, se pojavljuje u stablu analize SolidWorks

Flow Simulation, u odjeljku Goal s .

22. Promjena imena inženjerskog cilja.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation promijenite automatski generirano ime

inženjerskog cilja SG Vol ume Fl ow Rat e l u novo ime: I nl et SG Vol umeFl ow Rate.

23. Definisanje površinskog inženjerskog cilja.

Ponovite prethodna dva koraka da definišete površinske ciljeve u svrhu posmatranjavrijednosti zapreminskog protoka na izlaznim otvorima razdjelnika.

Upotrijebite kontrolno dugme (tipka Ctrl) kada budete označavali izlazne graničneuslove (Static Pressure).

Sl. 1.21 Postavke površinskog cilja na izlaznim površinama


25/44


III-1-25

Uključite opciju CreateGoal for each surface. Na taj način ćete kreirati šest površinskih ciljeva za svih šest otvora.

Preimenujte svaki površinski cilj u skladu sa donjom slikom.

Sl. 1.22 Nazivi površinskih ciljeva na izlazu

24.

Definisanje izračunskog cilja.Equation Goal je u ovoj lekciji iskorišten za zbrajanje vrijednosti izlaznihzapreminskih protoka. Equation Goal će odrediti cjelokupni zapreminski protok naizlazima iz razdjelnika.

U stablu analize Flow Simulation, desni klik na ikonu Goal s i odaberite Insert

Equation Goal.

Označite ranije definisani površinski cilj Out l et SG Vol ume Fl ow Rat e 1 iz

stabla analize Flow Simulation da bi ga dodali u okvir Expression.

Kliknite + u prozoru Equation Goal. Ponovite posljednja dva koraka da dodate preostalih pet izlaznih zapreminskihprotoka i na taj način kompletirate jednačinu.

Na listi Dimensionality , kliknite Volume Flow Rate.

Sl. 1.23 Izračunski cilj


26/44


27/44


III-1-27

Sl. 1.24 Praćenje rada solvera

Prikaz ciljeva

Prozor Goal Plot prikazuje svaki označeni cilj u prozoru Add/Remove Goals.Moguće je vidjeti trenutnu vrijednost i grafikon za svaki cilj, kao i trenutno stanjeizraženo procentualno. Napredak u dostizanju konačnih vrijednosti se samoprikazuje kao procjena, i on generalno raste sa vremenom.

Sl. 1.25 Prikaz ciljeva

Poruke upozorenja

Prilikom nadgledanja rada solvera pojavljuju se poruke upozorenja. U ovoj analizi

može se pojaviti poruka upozorenja koja glasi: „A vor t ex cr osses t he


28/44


III-1-28

pr essur e openi ng“. Ova poruka ukazuje da postoji razlika pritisaka preko na

izlaznom otvoru, što ponekad ukazuje na vraćanje fluida nazad kroz izlaznu površinu(recirkulacija). Prilikom analiziranja dobijenih rezultata, korisnik može pogledatigrafičke prikaze rezultata u cilju provjere da li fluid ulazi u model kroz izlazne

površine. Ova poruka je samo upozorenje i konkretno za ovu analizu se može ignorisati, ali ako se fluid vraća u model kroz izlazne površine poželjno je dodatnoprodužiti izlaz sve dok se ta pojava ne eliminiše.

27. Pokretanje rješavanja projekta SolidWorks Flow Simulation.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, desni klik na Pr oj ect1 i odabrati Run.

Sl. 1.26 Dijaloški okvir Run

Provjerite da li je uključena opcija Load Results.

Sve postavke ostavite nepromjenjene i kliknite Run.

Solver bi trebao da završi sa radom za manje od 5 minuta.

Napomena

Flow Simulation solver podržava paralelne izračune, što omogućava izbor broja

procesora koji će se koristiti prilikom kalkulacija.

28. Ubacivanje prikaza ciljeva.

Dok solver radi, na alatnoj traci izaberite alatku Insert Goal Plot i na taj načinotvorite prozor Add/Remove Goals.

Kliknite Add All da biste dobili prikaz svih ciljeva.

Kliknite OK.

29. Ubacivanje privremenog prikaza rezultata.

Nakon pokretanja solvera, poslije nekoliko iteracija, kliknite na alatku InsertPreview. U prozoru Preview Settings se dalje bira i klikom na OK potvrđuje bilo


29/44


III-1-29

koja SolidWorks ravan u cilju dobijanja prijevremenog prikaza rezultata simulacije u

toj ravni. Konkretno za ovaj model, Top Pl ane je dobar izbor za pregled rezultata.

Pregledna ravan se sa konstrukcijskog stabla SolidWorksa može odabrati bilo kada.

Kliknite na karticu Settings.U listi Parameter, kliknite Velocity.

Sl. 1.27 Prikaz vrijednosti brzine tokom rada solvera

Kliknite OK.

Napomena

Prijevremeni prikaz omogućava pogled rezultata dok računanje još uvijek traje. Ovopomaže da se utvrdi da li su svi granični uslovi pravilno definisani i u ranoj fazi dajekorisniku predstavu o tome kako će rješenja na kraju izgledati. Važno je napomenutida na početku procesa rezultat može izgledati čudno ili se može naglo mijenjati.Međutim, kako proces napreduje, ove promjene će se smanjivati i rezultati će se

„primiriti“ u blizini jednog konvergentnog rješenja. Rezultati mogu biti prikazani bilou konturnom, izolinijskom ili vektorskom prikazu.


30/44


III-1-30

30. Zatvaranje Solver prozora.

Da bi zatvorili prozor Solver, kliknite File i Close.

Obrada rezultata - postprocesiranjePrije bilo kakve analize dobijenih rezultata potrebno je geometriju modela učinitiprovidnom (transparentnom), odnosno stvoriti utisak da je model izrađen od stakla.Na ovaj način će biti moguće locirati položaj ravni presjeka u odnosu na geometrijumodela.

Predstavljanje: Cut Plots (prikaz rezultata u određenom presjeku)

Cut plot prikazuje bilo koji rezultat u bilo kojoj ravnini. Pri tome taj prikaz može bit iu konturnom obliku, u obliku izolinija koje povezuju tačke u kojima je vrijednostposmatranog parametra ista, u vektorskom obliku ili može biti kombinacija bilo kojih od tri pomenuta oblika.

Gdje pronaći

U meniju Flow Simulation, izaberite: Results, Cut Plot .

Ili, na Flow Simulation CommandManager, kliknite Cut Plot .

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Result Feature, kliknite Cut Plot .

Ili, na stablu analize Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na Cut Pl ot s iodaberite Insert .

31. Podešavanje providnosti modela.

U meniju Flow Simulation, odaberite Results, Display, Transparency.

Pomjerite klizač u desnu stranu da povećate providnost modela Value to set .Postavite providnost modela na 0,75.

Kliknite OK .

Savjet

Podešavanje prozirnosti modela možete postići i desnim klikom na svaki dio nakonstruktorskom stablu i izborom opcije Change Transparency.

Napomena

Kao što smo i podesili pri pokretanju solvera, rezultati će se automatski učitati.

32. Kreiranje Cut Plots.

U stablu analize Flow Simulation, u folderu Resul t s desni klik na Cut Pl ot s i

odaberite Insert.


31/44


III-1-31

U okviru Section Plane or Planar Face, odaberite ravan Top pl ane.

Kliknite OK.

Sl. 1.28 Raspored pritiska u ravni Top

Možemo vidjeti da vrijednost ukupnog pritiska varira od 101.252 Pa do 101.464 Pa.

Ikona Cut Pl ot 1 se pojavljuje u stablu analize Flow Simulation pod ikonom Cut

Pl ot s .

33. Isključivanje prikaza Cut Plot.

Izaberite opciju Hide koja se pojavljuje kada kliknete desnom tipkom miša na ikonu

Cut Pl ot 1.

34. Kreiranje Cut Plots.

Desni klik na ikonu Cut Pl ot s i odaberite Insert.

Izaberite Top Pl ane kao ravan presjeka.

Provjerite da li je odabrana opcija Contours. Pod Contours odaberite Velocity i

povećajte Number of Levels na 50.

Na ovaj način ste izabrali prikaz vrijednosti brzine u Top ravni u konturnom obliku.

Kod konturnog prikaza cjelokupni raspon vrijednosti posmatranog parametra se

dijeli u određeni broj intervala koji su predstavljeni različitim bojama. U ovom slučajudobijeni raspon je podjeljen u 50 intervala.


32/44


III-1-32

Sl. 1.29 Postavke prikaza rasporeda brzine u ravni Top

Kliknite OK.

Napomena

Granične vrijednosti parametra prikazane na legendi koja se pojavljuje uz Cut Plot popravilu predstavljaju globalnu minimalnu i maksimalnu vrijednost tog parametra u

cijeloj računarskoj domeni.

Alatka Adjust Maximum and Minimum u okviru Contours omogućava promjenu tihgraničnih vrijednosti.

Sl. 1.30 Raspored brzine u ravni Top


33/44


III-1-33

Maksimalna brzina od oko 15,5 m/s dostiže se blizu ulaza gdje se završava naglosužavanje profila.

Izmjena postavki za ovaj ili bilo koji drugi prikaz rezultata je moguća nakondvostrukog klika na skalu u boji ili nakon desnog klik na ime prikaza u stablu analize i

izabora Edit Definition.

Sl. 1.31 Podešavanje prikaza rezultata

Podešavanje granica legende

Kliknite direktno na gornju graničnu vrijednost prikazanu na legendi. Željenagranična vrijednosti se može unijeti direktno u tekstualni okvir.

Sl. 1.32 Podešavanje granica legende

Desno od polja za tekst, postoje dva tipke za automatsko podešavanje. Prva tipka

(lijeva strana) automatski izjednačava maksimalnu vrijednost prikazanu na skali samaksimalnom vrijednošću parametra u cijeloj domeni. Druga tipka tu vrijednostizjednačava sa maksimalnom vrijednošću parametra u posmatranoj ravni. Ovi tipketakođe postoje i za podešavanje minimalne vrijednosti prikazane na legendi


34/44


III-1-34

35. Animacija prikaza rezultata kroz model.

Animacija je pogodna za prikaz promjene vrijednosti posmatranog parametra (u

našem slučaju brzine) kroz cijeli model.

Desni klik na ikonu Cut Pl ot 2 u folderu Cut Pl ot s i izaberite Animation.

Sl. 1.33 Alatna traka za animaciju

Pomoću alata na alatnoj traci koja se nalazi na dnu SolidWorks prozora moguće jepokrenuti (Play), neprekidno ponavljati (Loop) i snimiti (Record) animaciju.

Kliknite na dugme Play da pokrenete automatsko pomjeranje izabrane presječneravni (u našem primjeru ravan Top) kroz dati model i pratite promjenu vrijednosti

posmatranog parametra.

Zatvorite animacijsku alatnu traku pritiskom na tipku Close.

Napomena

Animacija može biti snimljena u AVI fajl klikom da tipku Save na alatnoj traci.

36. Prikazivanje rezulata u obliku vektora.

Desni klik na ikonu Cut Pl ot 2 u folderu Cut Plot i izaberite Edit Definition.

U odjeljku Display, isključite Contours i označite Vectors.

Kliknite OK.

Sl. 1.34 Vektorski prikaz brzine u ravni Top


35/44


III-1-35

Napomena

Gustoća (Spacing), veličina (Size) i drugi vektorski parametri se mogu podesiti udijelu Vectors prozora Cut Plot . Obratite pažnju na to kako fluid struji oko oštrih

uglova u razdjelniku.37. Iskljućivanje prikaza Cut Plot 2.

Desni klik na ikonu Cut Pl ot 2 u stablu analize SolidWorksa Flow Simulation i

izaberite Hide.

Predstavljanje: Surface Plot

Surface Plot predstavlja prikaz željenih rezultata na bilo kojoj površini SolidWorksamodela. I u ovom slučaju prikaz može biti u konturnom obliku, u obliku izolinija, u

vektorskom obliku ili može biti kombinacija bilo kojih od tri pomenuta oblika.

Gdje pronaći

Iz menija Flow Simulation izaberite: Results, Insert , Surface Plot .

Ili, u Flow Simulation Command Manager, kliknite Surface Plot .

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Result Features, kliknite Surface Plot .

Ili, u stablu analize Flow Simulation pod Resul t s , desni klik Sur f ace Pl ot s i

izaberite Insert .

38. Kreiranje prikaza rezultata na željenoj površini.

U stablu analize Flow Simulation, u folderu Resul t s desni klik na ikonu Sur f ace

Pl ot s i izaberite Insert.

Izaberite opciju Use all faces.

Označite opciju Contures i izaberite Pressure.

Na ovaj način ste izabrali prikaz vrijednosti pritiska u konturnom obliku na svim

površinama razdjelnika koje su u dodiru sa fluidom.

Kliknite OK.


36/44


III-1-36

Sl. 1.35 Raspored pritiska na svim površinama modela

Ikona Sur f ace Pl ot 1 će biti dodana u stablu analize SolidWorksa Flow

Simulation u folderu Sur f ace Pl ot s . Sve osnovne opcije koje su bile dostupne za

Cut Plots na raspolaganju su i za Surface Plots. Za bolje upoznavanje sa tim opcijama

malo eksperimentišite sa njihovim različitim kombinacijama.

39. Prikaz vrijednosti parametara u željenim tačkama.

U stablu analize Flow Simulation, desni klik na folder Resul t s i izaberite Probe.

Odaberite tačke od interesa na SolidWorks modelu.

Na ekranu će se ispisati vrijednosti pritiska na označenim lokacijama.

Sl. 1.36 Prikaz vrijednosti pritiska u odabranim tačkama


37/44


III-1-37

Da biste isključili alatku Probe, desni klik na Resul t s i ponovo izaberite Probe.

Da biste isključili prikaz rezultata u označenim tačkama, desni klik na Resul t s i

izaberite Display Probes.

40.

Isključivanje prikaza rezultata Surface Plot 1.Desni klik na Sur f ace Pl ot 1 i izaberite Hide.

Predstavljanje: Putanje strujanja fluida

Koristeći Flow trajectories, možete prikazati strujnice fluida, kao i putanje česticaodređene mase i temperature koje su ubačene u tok fluid. Prikaz putanja strujanjafluida omogućava kreiranje veoma dobre slike prostornog toka fluida. Također,moguće je vidjeti kako se vrijednost određenih parametara mijenja duž svake putanje

učitavanjem podatak a u Microsoft Excel. Pored toga moguće je i sačuvat i trajektorijekao referentne SolidWorks krivulje. Trajektorije mogu biti obojene u skladu sa

vrijednostima bilo kojeg parametra izabranog u prozoru View Settings.

Gdje pronaći

Iz menija Flow Simulations, izabereite: Results, Insert , na Resul t s .

Ili, u Flow Simulation CommandManager, kliknite Flow Trajectories .

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Result Feature, kliknite Flow Trajectories

.

Ili, u konstrukciskom stablu Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik Fl ow

Tr aj ect or es i izaberite Insert .

41. Kreiranje traektorija strujanja.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, desni klik na ikonu Fl ow

Tr aj ect or i es u folderu Resul t s i izaberite Insert .

Kliknite na karticu stabla analize SolidWorks Flow Simulation. Pod Boundary

condi t i ons kliknite na stavku St at i c Pr essur e l . Na ovaj način ste kao

površinu koja je ishodište strujnica fluida označili unutrašnju površinu izlaznog

poklopca Li d 2.

U okviru Number of points, upišite 16.


38/44


III-1-38

Sl. 1.37 Putanje strujanja fluida kroz jednu od izlaznih površina

Kliknite OK.

Diskusija

Obratite pažnju na trajektorije koje ulaze i izlaze kroz izlazni poklopac. Upravo ta

pojava je razlog za upozorenje koje se pojavilo tokom rada solvera (A vor t excr osses t he pr essure openi ng). Kada fluid i ulazi i izlazi kroz isti otvor to se

može odraziti na tačnost rezultat a. U slučaju kao što je ovaj, jedno od tipičnih rješenjabi bilo dodavanje modelu nove komponente (kao što je npr. cijev koja bi povećalaračunarsku domenu) tako da se vrtlog više ne pojavljuje na otvoru.

Drugi način rješavanja uzroka nastanka ovakve upozoravajuće poruke bi biopromjena graničnih uslova na otvorima na koje primjenjen granični uslov pritiska. Unašem slučaju primjenjeni su granični uslovi statičkog pritiska na svakoj izlaznojpovršini. Na taj način je primjenjen statički pritisak na obje strane poklopca. To znači

da bi u slučaju produžavanja poklopca došlo do određene razlike u pritisku. Da bi seovo izbjeglo koristi se granični uslov pritiska okoline (environment pressure). Granični uslov pritiska okoline primjenjuje ukupni pritisak na površinu poklopca gdjefluid ulazi u model i statički pritisak na površinu poklopca gdje fluid izlazi iz modela. Ovaj tip graničnog uslova omogućava pouzdanije rezultate od graničnog uslova statičkog pritiska.

Predstavljanje: XY Plots

XY-Plot omogućava prikaz promjene vrijednosti parametra duž određenog pravca. Za

definisanje pravce mogu se koristiti krivulje i skice (2D i 3D skice). Podaci se zatimprenose u Excel, gdje se na osnovu njih kreiraju grafikoni. Grafikoni se prikazuju u


39/44


III-1-39

zasebnim radnim listovima, dok su sve vrijednosti prikazane na radnom listu Plot

Data.

Gdje pronaći

Na meniju Flow Simulation, izaberite: Results, Insert XY Plots.

Il,i u Flow Simulation CommandManager, kliknite XY Plots .

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Result Features, kliknite XY Plots .

Ili, u stablu analize Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na XY Pl ot s i

izaberite Insert .

42. Isključivanje prikaza trajektorija Flow Trajectories 1.

Desni klik na ikonu Fl ow Tr aj ect or i es 1 u folderu Resul t s , Fl ow

Tr aj ect or i es u stablu analize SolidWorks Flow Simulation i izaberite Hide.

43. Prikaz vrijednosti parametara duž skice.

Ranije je kreirana SolidWorks skica u koja sadrži liniju kroz razdjelnik. Ova skica se

može kreirati i nakon završetka analize. Pogledajte skicu Sket ch- XY Pl ot u

konstruktorskom stablu SolidWorks.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, u folderu Resul t s desni klik na ikonu

XY Pl ot s i izaberite Insert.

Pod Parametres, izaberite Pressure i Velocity.

Pod Selection, izaberite Sket ch- XY Pl ot iz konstruktorskog stabla SolidWorks.

Sve ostale opcije ostavite kao što su zadane. Kliknite na opciju Export to Excel.

Kliknite OK.

Microsoft Excel će otvoriti i kreirati dvije liste podataka kao i dva grafikona, jedan zabrzinu (Velocity) i drugi za pritisak (Pressure). Pregledajte sve radne listove da bi se

upoznali sa oba grafikona.


40/44


III-1-40

Sl. 1.38 Grafički prikaz vrijednosti brzine i pritiska duž skice

Predstavljanje: Prikaz vrijednosti parametara na površinama

Surface Parameters se mogu koristiti da se odredi vrijednosti pritiska, sila,

toplotnog fluksa kao i mnogih drugih parametara na svakoj površini analiziranogmodela koja je u dodiru sa fluidom. Za ovaj tip analize, bilo bi od koristi da se odredi

prosječan pad statičkog pritiska od ulaza do izlaza.

Gdje pronaći

Iz menija Flow Simulation, izaberite: Results, Insert , Surface Parameters.


41/44


III-1-41

Ili, na Flow Simulation CommandManager, kliknite Surface Parameters .

Ili, na alatnoj traci Flow SimulationMain, kliknite Surface Parameters .

Ili, u stablu analize Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na Sur f ace

Paramet er s i odaberite Insert .

44. Prikaz vrijednosti parametara na izabranoj površini.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na ikonu

Sur f ace Paramet er s i odaberite Insert.

U stablu analize SolidWorks Flow Simulation, pod Boundar y Condi t i ons , kliknite

na stavku I nl et Vol ume Fl ow 1. Na ovaj način se označava i na listu Faces

dodaje unutrašnja površina poklopca Li d 1.

Da bi odabrali sve parametre sa liste Parameters odaberite opciju All.

Kliknite Show. Na dnu ekrana će se pojaviti dvije tabele. Lijeva tabela sadrživrijednosti lokalnih, a desna vrijednosti integralnih parametara.

U „lokalnoj“ tabeli su prikazane minimalne (Minimum), maksimalne (Maximum),

srednje ( Average) i globalne srednje (Bulk Average) vrijednosti za brojne

parametre (kao što su pritisak, temperatura, gustoća i td.) za označenu površinu. Istainformacija se može dobiti i za bilo koju drugu označenu površinu.

Zatvorite dvije tabele klikom na oznaku Close Tabs na desnoj strani ekrana.Za učitavanje prikazanih vrijednosti u Excel kliknite Export to Excel.

Sl. 1.39 Vrijednosti parametara strujanja na unutrašnjoj površini ulaznog poklopca

Napomena

Vrijednosti u „integralnoj“ tabeli predstavljaju integrirane vrijednosti određene duž odabrane površine. Možemo vidjeti da je vrijednost zapreminskog protoka na ulaznoj

površini jednaka zadanoj vrijednosti graničnog uslova zapreminskog protoka od 0,05m3/s.


42/44


III-1-42

Diskusija

Razliku između pojmova Average i Bulk average ćemo objasniti na primjeru

strujanja tople vode kroz hladnu cijev.Bulk ili globalna srednja vrijednost temperature na bilo kojoj tački površine zavisi odviše stvari, između kojih su i temperatura i protok fluida koji dodiruje t u površinu.

Ako se posmatra neki poprečni presjek kroz koji struji fluid onda je minimalnatemperatura fluida u zoni uz zid cijevi, a maksimalna temperatura u samom centru

cijevi. Na tu razliku u temperaturi ne utiče samo dodir tople vode sa hladnom cijevi nego i vrijednost protoka vode. Uz zidove cijevi voda struji mnogo sporije nego kroz

sredinu.

Sl. 1.40 Zavisnost srednje vrijednosti brzine od protoka

Na pitanje koja je temperatura vode u posmatranom poprečnom presjeku ne može se

odgovoriti ni da je to minimalna niti maksimalna temperatura, pa čak ni njihovasrednja vrijednost. Ta tvrdnja se vrlo lako može dokazati. Mijenjanjem vrijednostiprotoka vode kroz cijev vrijednosti temperature vode u istim tačkama istogpoprečnog presjeka će se također mijenjati iako se nije mijenjala vrijednosttemperature vode na ulazu.

U cilju dobijanja tačnog odgovora, mora se uzeti u obzir zona u kojoj je izmjerenatemperatura nepromjenljiva. Veličina te zone zavisi od protoka fluida. Tip srednjevrijednosti koji uzima u obzir tu zavisnost naziva se globalna srednja vrijednost (bulk

average).

Predstavljanje: Goal Plot

Goal plot omogućava prikaz promjene vrijednosti parametra od interesa tokomsimulacije strujanja kao i njegovu krajnju vrijednost na kraju simulacije.

Gdje pronaći

Na meniju Flow Simulation, izaberite: Results, Goals.

Ili, na Flow Simulation CommandManager, kliknite Goals .


43/44


III-1-43

Ili, na alatnoj traci Flow Simulation Results, kliknite Goals .

Ili, na stablu analize Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na Goal s i

odaberite Insert .

45. Prikaz vrijednosti inženjerskih ciljeva.

Iz stabla analize Flow Simulation, pod Resul t s , desni klik na ikonu Goal s i

odaberite Insert.

Odaberite All Goals u Goal Filter i označite All na listi Goals to plot .

Za učitavanje prikazanih vrijednosti u Excel kliknite Export to Excel.

Automatski će se kreirati u Excelu radni list koji sadrži podatke o ciljevima.

Kliknite OK .

Sl. 1.41 Vrijednosti inženjerskih ciljeva

Napomena

Radni list sadrži krajnju, maksimalnu, minimalnu i prosječnu vrijednost svih vrijednosti parametara od interesa (ciljeva) dobivenih tokom simulacije. Također,postoji i grafički prikaz promjene vrijednosti ciljeva tokom računanja.

Negativne vrijednosti predstavljaju strujanje iz računarske domene.

Ovdje, također možemo potvrditi da je naš granični uslov ulaznog zapreminskogprotoka primjenjen pravilno tokom računanja. Pored toga vidimo da je ukupni izlazniprotok jednak ukupnom ulaznom protoku.

Diksusija

Definisali smo ulazni zapreminski protok od 0,05 m3/s i potvrdili da je ovaj graničniuslov primjenjen pravilno koristeći Surface Parameters i Goal Plots.

Na osnovu zakona o održanju mase znamo da ukupni zapreminski protok na ulazu u

kolektor mora biti jednak ukupnom zapreminskom protoku na izlazu iz kolektora. Da


44/44


je to zaista tako možemo potvrditi koristeći Goal Plot i posmatrajući naš cilj Sum of

out l et f l ow r at es .

Nadalje, cilj ove simulacije je bio dobijanje informacija o tome da li će ovakav dizajn

kolektora rezultirati efikasnijim radnim režimom motora. Na početku smo rekli da biidealna situacija bila kada bi imali slične protoke kroz sve izlazne otvore. Analizirajućidobivene rezultate vidimo da zapreminski protoci značajno variraju od izlaza doizlaza. Na inženjeru je da odluči kakva izmjena dizajna kolektora je potrebna da bi sedobili ujednačeni izlazni protoci na svim izlaznim otvorima.

Rezime

U ovoj lekciji smo naučili kako postaviti Flow Simulation projekat. Wizard je korištenza definisanje svih opštih postavki analize. Definisani su i ulazni i izlazni granični

uslovi i kreirani ciljevi simulacije. Rezultati simulacije su temeljito analiziraniupotrebom mnogih opcija dostupnih u SolidWorks Flow Simulation. Koraci analizeFlow Simulation pojašnjeni u ovoj lekciji će se ponavljati u cijeloj knjizi.

SWFS III Lekcija 1-Fin

Documents

Transcript of SWFS III Lekcija 1-Fin