Top.Mail.Ru
Вход
Регистрация

SOLIDWORKS Flow Simulation: моделируем неоднородный поток воздуха, проходящий через пористое тело

SOLIDWORKS Flow Simulation: моделируем неоднородный поток воздуха, проходящий через пористое тело

SOLIDWORKS Flow Simulation: моделируем неоднородный поток воздуха, проходящий через пористое тело

Во многих отраслях науки и техники нередко возникает необходимость комплексного моделирования процессов в пористых средах. 

Допустим, вам необходимо смоделировать поток через керамическую мембрану определенной пористости и посмотреть как в зависимости от пористости будет происходить изменение скорости текучей среды. Или от вас требуется смоделировать и изучить влияние потока воздуха, проходящего через пористое тело. 

Еще лет тридцать-сорок назад вам пришлось бы вооружиться калькулятором и парочкой учебников по физике и стопкой научных статей. С развитием технологий и появлением специализированного ПО, жизнь инженеров существенно упростилась.  

SolidWorks Flow Simulation позволяет еще на этапе проектирования определить степень воздействия газа или жидкости на создаваемую продукцию. Программа моделирует потоки с различной скоростью и интенсивностью, благодаря чему сразу становятся видны места, подверженные наибольшему давлению текучей среды. Все найденные недочеты можно спрогнозировать и устранить непосредственно в программе.

Подробнее о решении похожих задач при помощи SOLIDWORKS Flow Simulation вы можете узнать в видео по ссылке.

Здесь же, используя данные из Справочника по гидравлическому сопротивлению И. Э. Идельчика, мы рассматриваем плоский поток холодного воздуха, проходящий между двумя параллельными пластинами через пористое тело, установленное между ними (Рис. 1). 

Flow Simulation__1.png

Рисунок 1. Выравнивающее действие пористого тела на неоднородный поток: 1 - воздушный поток, 2 - пористое тело

На входе в канал профиль скорости воздушного потока ступенчатый (заданный). Пористое тело (экран) выравнивает этот профиль до более однородного. Этот эффект зависит от перетаскивания экрана.

Геометрическая модель, используемая для расчета двумерного (в плоскости XY) потока, показана на рисунке 2. Канал имеет высоту 0,15 м, входную (перед пористым телом) часть длиной 0,3 м, пористое тело толщиной 0,01 м и выходную (после пористого тела) часть длиной 0,35 м. Все стены имеют толщину 0,01 м.

Flow Simulation__2.png

Рисунок 2. Геометрическая модель, используемая для расчета двухмерного потока между двумя параллельными пластинами через пористое тело с помощью Flow Simulation

Flow Simulation__3.png

Согласно экспериментам, представленным в Справочнике по гидравлическому сопротивлению, ступенчатые профили скорости V (Y), представленные на рисунке 3, заданы на входе в модель. На выходе модели задано статическое давление 1 атм.

Flow Simulation__рис.3.png

Рисунок 3. Профили скорости на входе

Теперь сравним три графика – первый, полученный в SOLIDWORKS Flow Simulation 2022, второй, по данным из Справочника и третий, полученный в более старой версии Flow Simulation. 

Flow Simulation__рис.4.png

Рисунок 4. Профили динамического давления при ζ = 0, предсказанные Flow Simulation и сравненные с экспериментами.

Flow Simulation__рис.5.png

Рисунок 5. Профили динамического давления при ζ = 0,95, предсказанные Flow Simulation и сравненные с экспериментами.

Flow Simulation__рис.6.png

Рисунок 6. Профили динамического давления при ζ = 1,2, предсказанные Flow Simulation и сравненные с экспериментами.

Flow Simulation__рис.7.png

Рисунок 7. Профили динамического давления при ζ = 2,8, предсказанные Flow Simulation и сравненные с экспериментами.

Flow Simulation__рис.8.png

Рисунок 8. Профили динамического давления при ζ = 4,1, предсказанные Flow Simulation и сравненные с экспериментами.

Видно, что прогнозы Flow Simulation как качественно, так и количественно хорошо согласуются с экспериментальными данными как в отсутствие тела, так и для всех рассматриваемых пористых тел, демонстрируя выравнивающий эффект сетчатых экранов на ступеньках, сформированных входящим потоком. 

При этом, данные, полученные в 2022 версии SOLIDWORKS Flow Simulation, лучше коррелируются с экспериментальными данными, в отличии от значений, полученных в более старой версии SOLIDWORKS Flow Simulation. Это достигается за счет улучшенного построения сетки на границе твердых тел и текучей среды, и других более незначительных улучшений, которые появляются с каждым годом при улучшении программы.



Самое читаемое

1012 | Новости Syssoft«Системный софт» расширяет портфель решений для удаленного доступа продуктами RuDesktop от разработчика «Передовые технологии» 853 | SoftPowerЦифровизация торговых сетей с помощью BPM-системы «Первая Форма» 601 | Записи вебинаровPostgres Pro Enterprise Manager полнофункциональный графический инструмент управления Базами Данных 589 | Новости вендоровСУБД Tantor получила сертификат ФСТЭК России 559 | Акции и скидкиСкидка 35% при миграции на решение RuDesktop 474 | Новости вендоров«Первая Форма» обновила функции проектного управления 444 | Новости вендоровКомпания «Нанософт» объявила о выходе nanoCAD BIM Строительство версии 24 322 | Акции и скидкиKaspersky Smart: Умная защита компаний среднего бизнеса по специальной цене со скидкой до 30% 283 | Акции и скидкиСпециальное предложение: скидка 5% на решения AOMEI по промокоду! 245 | ВебинарыzVirt. Технологии, которые изменят российский рынок виртуализации 124 | Записи вебинаровОбзор функциональных возможностей nanoCAD Механика PRO 120 | Записи вебинаровPositive Technologies MaxPatrol EDR: возможности защиты конечных устройств