Nyheter i SOLIDWORKS 2018 – Free Surface Flow Simulation

whatsnew_solidworks2018_tips_tricks_no

Stian Mork
 
Av Stian Mork
28.11.2017

Nå er det snart jul, og familiene skal ta det årlige julebadet. Med kone, 2 unger og en katt så er dette noe som må planlegges nøye for å skvises inn mellom alt annet julestress.

Spørsmålet blir da hvor lang tid tar det å tømme badekaret før det kan fylles opp med rent varmt vann og være klart til neste badegjest. Med Flow Simulation 2018 kan vi gå analytisk til verks å komme til bunns i dette en gang for alle.

Med den nye Free surface funksjonen som er kommet i 2018 versjonen så har vi nå mulighet til å simulere strømning med et fritt bevegelig forhold mellom to ikke blandbare strømningsmedier. Dette kan være:

  • Gass/væske
  • Væske/Væske
  • Gass/Ikke-Newtonsk Væske

Free Surface benytter en metode som heter Volume of Fluid som ved å løse et sett med moment ligninger sporer og lokaliserer overflaten mellom væske/gass eller mellom 2 ikke-blandbare væsker.

For å analysere problemet så trenger jeg først en modell av badekaret mitt.

solidworks flow free surface 02

Deretter trenger vi et volum som beskriver innledende forhold mellom luft/vann. Dette kan enkelt hentes ut ved å lagre ut det interne strømningsvolumet vi har i modellen ved bruk av Flow Simulation verktøyet: Check geometry – Create fluid body.

For å kunne definere forholdet mellom vann/luft så splitter jeg fluid geometrien i 2 langs vannlinjen slik som dette:
solidworks flow free surface 03

Ved å kombinere partene i en sammenstilling så har jeg da det jeg trenger; badekar, vann og luft.
solidworks flow free surface 04

Deretter definerer jeg en ny studie i Flow Simulation, dette gjøres enkelt ved bruk av Wizard verktøyet som stiller meg spørsmål og på den måten sikrer at jeg får det oppsettet jeg trenger.
Det er i vinduet Analysis Type at vi definerer at det her er snakk om en Free surface analyse, dette gjør vi ved å huke i boksen foran valget.

Dette er i høyeste grad et tidsavhengig problem, huker derfor av for Time-dependent og setter totaltiden til 6 minutter da jeg antar at badekaret skal være tomt før det.

Videre så må vi selvfølgelig også definere gravitasjon slik at vi har en kraft som presser vannet ut av badekaret.
solidworks flow free surface 05

 

Videre definerer vi Initial Conditions for å beskrive hvilken del av volumet som innehar vann og hvilken del som inneholder luft.
solidworks flow free surface 06

solidworks flow free surface 07
Legger så inn en Boundary Condition på utløpet (sluket) hvor det defineres omgivelsestrykk.
solidworks flow free surface 08
Når analysen da er kjørt, så kan dette animeres


Ser her tydelig hvordan luften kommer inn i badekaret fra utløpet.

Vi kan også animere selve grenseflaten mellom luft og vann og på denne måten få en intuitiv visning av hvordan badekaret tømmes.

Ser vi på tiden som vises i animasjonen så ser vi at det vil ta ca 300 sekunder (5 minutter) å tømme badekaret, så da er det bare å sette opp et tidsskjema slik at det blir jul i år også!

I dette eksempelet er det benyttet SOLIDWORKS Flow Simulation. Dette er en Add-inn til SOLIDWORKS som lar å gjennomføre CFD analyser av væsker og gasser i åpne og lukkede systemer.

Les mer om SOLIDWORKS Flow Simulation

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.