solidworks flow simulation что это
Что нового в SOLIDWORKS Simulation 2020
Девиз SOLIDWORKS Simulation 2020 — еще производительнее, еще проще!
SOLIDWORKS Simulation 2020 — это МКЭ для всех: теперь сложные расчетные задачи под силу не только специалистам-расчетчикам
Теперь для контакта типа «Связанные» по умолчанию предлагается опция «Несовместимая сетка»
В чем преимущество: проще в работе.
Разработчики SOLIDWORKS Simulation 2020 внесли небольшое, но довольно принципиальное изменение в окне параметров контакта между компонентами: если в качестве типа контакта выбрать «Связанные», то в группе «Параметры» будет автоматически предлагаться опция «Несовместимая сетка» (в прежней версии по умолчанию предлагалось значение «Совместимая сетка». Это нововведение существенно облегчает построение расчетной сетки для сборок, не имеющих соприкасающихся граней (заметим, что большинство сборок на практике именно такие!). Пользователи сразу оценят преимущества: предварительная подготовка модели к расчету будет выполняться заметно быстрее.
Разумеется, опция «Совместимая сетка» никуда не делась; она просто больше не предлагается по умолчанию.
Многие из вас в курсе, что если использовать по умолчанию опцию «Совместимая сетка», то построение расчетной сетки на геометрии, не имеющей соприкасающихся граней, становится чрезвычайно трудной задачей. При выборе опции «Несовместимая сетка» у сеток, построенных на каждом из соприкасающихся объектов, общие узлы отсутствуют. Каждый объекте строится своя независимая сетка, а контакт моделируется с помощью контактных элементов.
Разработчики SOLIDWORKS Simulation сделали все возможное для того, чтобы повысить точность построения «несовместимых» сеток. Новый алгоритм создавался в сотрудничестве с командой разработчиков SIMULIA, другого продукта компании Dassault Systèmes, который специализируется на решении задач инженерного анализа. В итоге мы получили лучшую в своем классе технологию моделирования контактирующих объектов, быструю и точную!
Новая возможность: комбинирование в одной расчетной модели приближенной и точной сеток
В чем преимущество: выше производительность труда конструктора.
Каждый конструктор хотел бы выполнить свою работу как можно лучше и при этом быстрее. Улучшенный алгоритм построения расчетных сеток в SOLIDWORKS 2020 позволяет комбинировать в одной расчетной модели линейные элементы (они ускоряют решение расчетной задачи) и квадратичные элементы (они обеспечивают высокую точность расчета). Это фантастический способ ускорить расчеты, а значит быстрее вывести изделие на рынок.
Пользователь сам выбирает, какой сеткой (точной или приближенной) будет моделироваться то или иное твердое тело. Приближенная сетка обеспечит быстроту прогона, а сетка из квадратичных элементов — повышенную точность результатов (в тех местах, где точность действительно необходима). Преимущество заключается в том, что вы можете быстрее проверять проекты и при этом получать точные результаты для критических компонентов.
Новая функция: Simulation Evaluator
В чем преимущество: уверенность в том, что параметры расчета настроены оптимально.
Вы когда-нибудь задумывались над тем, насколько правильно вы настроили параметры расчета? В поисках оптимального сочетания параметров можно потерять много драгоценного времени.
В SOLIDWORKS 2020 появился новый модуль Simulation Evaluator, который придаст вам уверенности в том, что все настроено правильно. Если заданные вами условия и параметры препятствуют успешному прогону расчета, то в окне Simulation Evaluator вам будут предложены корректирующие действия — ведь мы хотим, чтобы вы выполняли расчеты еще быстрее и эффективнее!
Если у вас имеется опыт неудачных прогонов расчета из-за неправильной настройки параметров, попробуйте Simulation Evaluator. Он проверит множество условий, от которых зависит успех прогона: папку для результатов, наличие достаточного свободного пространства на указанном диске, заданные вами материалы и размер расчетной сетки.
Новая функция: распределенный тип соединения (штифты и болты)
В чем преимущество: более точные результаты расчета соединений.
Общепризнано, что в SOLIDWORKS Simulation лучший в своем классе модуль расчета соединений.
Тип соединения «Распределенный» в SOLIDWORKS 2020 был переработан и усовершенствован. При выборе этой опции соединяемые поверхности получают возможность деформации; таким способом соединение и его поведение моделируются более реалистично. Результат — выше точность расчетной модели.
Чем раньше в цикле разработки будет задействован SOLIDWORKS Simulation, тем более точными будут результаты расчета модели методом конечных элементов (МКЭ).
Возможности взаимодействия с платформой 3DEXPERIENCE
Теперь конструктор может буквально одним щелчком мыши импортировать модели SOLIDWORKS Simulation (включая нагрузки, граничные условия, расчетную сетку и материалы) в приложение Structural Professional Engineer. Это новейшее решение на платформе 3DEXPERIENCE, которое продвигается под брендом SIMULIA и входит в линейку расчетных решений SIMULIAWORKS.
Само собой разумеется, что изменения, сделанные в модели SOLIDWORKS CAD, обновляются в Structural Professional Engineer автоматически, что экономит массу времени!
Еще одно преимущество платформы 3DEXPERIENCE, которое с успехом могут использовать конструкторские группы — это широкая линейка инструментов для совместной работы. Рассмотрение и проверка проектов, нанесение электронных пометок, обмен результатами расчетов между специалистами — все эти задачи легко решаются на платформе 3DEXPERIENCE.
Любой участник проектирования может получить доступ к нужным данным в любое время и в любом месте. Благодаря этому ускоряются процессы рассмотрения и утверждения проектов.
В заключении предлагаем вашему вниманию запись выступления Стефана Бонамура, директора по продажам SOLIDWORKS Simulation, Dassault Systèmes в России и СНГ, который дал подробный обзор ключевых обновлений и технических преимуществ программного пакета SOLIDWORKS Simulation 2020.
Также вашему вниманию предлагаем обзор «SOLIDWORKS Simulation: создание прототипа или расчётный анализ» от Стефана Андрианова, ведущего инженера ООО «Идеальные инструменты»
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).
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).
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).
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.
Рис.4
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.
Рис.5
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.
Рис.6
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).
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.
Рис.8 Рис.9
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.
Рис.10
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).
Рис.11
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.
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.
Рис.13
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.
Рис.14
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.
Рис.15
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.
Рис.16
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.
Хотите больше узнать о расчетах в SOLIDWORKS? Читайте наши статьи:
Новые возможности SOLIDWORKS Flow Simulation 2021
В SOLIDWORKS® Flow Simulation 2021 появилась возможность решать новые типы задач вычислительной гидродинамики (CFD). Усовершенствован также процесс обработки результатов. Читайте краткий обзор новых и улучшенных функций Flow Simulation 2021 ниже, а чтобы получить полную информацию, скачайте документ Новые возможности SOLIDWORKS 2021 (PDF).
Вращающиеся потоки жидкости
Rotating Region — мощная функция, предназначенная для моделирования вращающихся потоков жидкости. В SOLIDWORKS Flow Simulation 2021 вращающиеся области можно комбинировать со свободно движущимися поверхностями. Это идеально подходит для задач моделирования смешивания и может быть использовано для анализа поведения изделий в эксплуатации.
Взгляните на изображенную ниже модель компонента гидравлического механизма, который взаимодействует одновременно с двумя потоками. Наша задача — проанализировать значения крутящего момента и передаваемой мощности. Мы определили цели, а затем отследили, как вели себя крутящий момент и мощность в ходе анализа. В SOLIDWORKS Flow Simulation 2021 сводная таблица результатов содержит дополнительные столбцы, что облегчает поиск максимальных значений и моментов их возникновения.
Визуализация результатов
Добавлена новая команда, позволяющая строить эпюры, основываясь на шаблоне сцены. Вы можете одновременно создавать одни и те же эпюры в нескольких проектах и активизировать их для просмотра.
Если одну или несколько эпюр планируется использовать в других проектах, сделайте их видимыми и воспользуйтесь новой опцией «Создать шаблон сцены». Таким образом, всего за один вызов команды можно создать свои пользовательские эпюры не только в текущем, но и в любом другом проекте.
Теплопередача
Еще одна распространенная область применения SOLIDWORKS Flow Simulation — расчет теплопередачи. Внутри изображенного ниже кожуха находятся несколько электрических компонентов, которые генерируют теплоту. Сам кожух выполняет здесь роль теплоотвода. Но как точно определить структуру тепловых потоков в этой конструкции?
Следует воспользоваться функцией «Картина тепловых потоков», графический интерфейс которой помогает быстро понять, где генерируется теплота и куда она уходит. В нее добавлена опция, группирующая все элементы по типу, чтобы вы могли быстро проверить энергетический баланс и убедиться, что задача обладает сходящимся решением.
Ограничение области отображения
Теперь вы можете подробнее исследовать определенные участки модели, определив область обрезки. Опции автоматического масштабирования позволяют установить минимальное и максимальное значения в пределах этой области, поэтому ручная подгонка здесь не нужна.
Решайте задачи инженерного анализа, пользуясь расширенными возможностями моделирования и эффективной обработки результатов в SOLIDWORKS Flow Simulation 2021.
Смотрите видеоролики о том, что нового в SOLIDWORKS 2021 а за более подробной информацией обращайтесь к авторизованным партнерам в вашем регионе.
SOLIDWORKS Flow Simulation
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 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
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.
.jpg "solidworks flow simulation что это. Смотреть фото solidworks flow simulation что это. Смотреть картинку solidworks flow simulation что это. Картинка про solidworks flow simulation что это. Фото solidworks flow simulation что это")
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:
Для некоторых описанных выше возможностей необходимо наличие модуля HVAC или модуля охлаждения электроники.
Взаимодействие с приложениями SOLIDWORKS для проектирования:
Общий анализ потока:
Типы анализа:
Инструмент создания сетки:
Общие возможности:
Расширенные возможности:
Solidworks flow simulation что это
SOLIDWORKS Flow Simulation — вычислительный инструмент для моделирования потоковых процессов в текучей среде (CFD-анализ), полностью встроенный в SOLIDWORKS. CFD является хорошим дополнением, а иногда и полной заменой дорогостоящих испытаний в аэродинамической трубе или полевых условиях.
Провести расчет в Flow Simulation — быстрее, чем изготовить прототип или модель, оснастить датчиками, провести цикл испытаний и получить данные, пригодные для дальнейшей работы. Flow Simulation позволяет исследовать сразу нескольких вариантов или возможных конфигураций и получить более наглядные результаты: любые параметры (скорость, давление, плотность, температура) доступны для анализа непосредственно на модели.
Flow Simulation автоматически определяет в сборке SOLIDWORKS объемные области, содержащие жидкость или газ.
Flow Simulation позволяет решать такие задачи, как аэродинамика твердых тел, процессы теплообмена в системах охлаждения, вентиляция, процессы фильтрации.
Преимущества
SOLIDWORKS Flow Simulation — программа для общего параметрического моделирования потока посредством метода конечного объема (FVM), позволяющая рассчитывать характеристики изделия с помощью сценариев «что, если» и использовать полученные результаты для оптимизации процесса проектирования.
Дополнительные модули для расширения стандартных возможностей Flow Simulation.
