FloEFD: Гидродинамика. Расчет течения воды в шаровом кране

02/2018

В данном примере рассматривается течение воды в шаровом кране до и после внесения конструктивных изменений. Основная цель данной задачи - показать, насколько просто моделировать течение жидкости с помощью FloEFD. Этот пример демонстрирует, что FloEFD является наилучшим инструментом, позволяющим инженерам исследовать различные варианты конструкций.

Открытие модели

1. Скопируйте папку A1 - Ball Valve из установочной директории в свою рабочую директорию и убедитесь, что с файлов снят атрибут "только для чтения", т.к. FloEFD будет сохранять в них входные данные.

2. Кликните Кнопка приложения > Открыть. В диалоговом окне Открыть файл перейдите к сборке Ball Valve.asm, расположенной в папке A1 - Ball Valve и нажмите кнопку Открыть. Кликните Кнопка приложения > Настройки > Надстройки, затем в диалоговом окне Диспетчер надстроек выберите FloEFD for Solid Edge. Убедитесь, что активной является конфигурация default.

FloEFD Модель шарового крана
Модель шарового крана
Представленный здесь шаровой кран открывается и закрывается поворотом рукоятки. Угол открытия крана задан в качестве ограничения.

3. Подсветите крышки, кликнув по элементам Lid 1 и Lid 2 в дереве Навигатор.

Существенных изменений модели для использования в FloEFD не требуется. Пользователю необходимо просто закрыть внутренний объем с помощью тел, которые называются крышками. В данном примере они для удобства сделаны полупрозрачными.
Вы можете пропустить создание проекта и запустить на расчет готовый проект FloEFD, созданный в соответствии с этим примером. Для этого Вам необходимо открыть сборку Ball Valve.asm, расположенную в папке A1 - Ball Valve\Ready To Run, и запустить на расчет нужные проекты.

Создание проекта FloEFD

1. На ленте инструментов кликните Flow Analysis > Проект > Мастер проекта.

2. В открывшемся окне Мастера проекта введите имя нового проекта FloEFD: Project 1.

FloEFD Создание нового проекта
Создание нового проекта
FloEFD создаст новый проект и сохранит все данные в новую папку.

Кликните Далее.

3. Выберите систему единиц измерения (для этого проекта SI). После прохождения Мастера проекта Вы сможете в любое время изменить заданную систему единиц измерения, выбрав Flow Analysis > Проект > Единицы измерения.

FloEFD Выбор единиц измерения
Выбор единиц измерения
В FloEFD есть несколько предопределенных систем единиц измерения. Вы также можете создать свою собственную и переключаться между ними.

Кликните Далее.

4. В качестве типа задачи по умолчанию выбран тип Внутренняя. Для целей данной задачи необходим именно такой тип. Физические модели включать не требуется.

FloEFD Выбор типа задачи
Выбор типа задачи
Внутренний тип задачи означает, что будет исследоваться течение внутри какой-то конструкции. Другой тип задачи - внешняя - означает, что будет исследоваться течение снаружи объекта. В диалоговом окне Тип задачи можно также исключить полости, которые не являются существенными для исследования течения. FloEFD не будет учитывать такие области при расчете, и, следовательно, будет затрачиваться меньше памяти и ресурсов процессора.

Помимо расчета течений, в FloEFD также предусмотрены возможности решения следующих задач:

• теплопроводность в твердых телах, включая излучение между поверхностями;

• нестационарные задачи;

• задачи естественной конвекции, в которых могут учитываться гравитационные эффекты;

• задачи, в которых присутствуют вращающиеся компоненты.

Однако в данной задаче включение этих опций не требуется.

Кликните Далее.

5. В дереве Текучая среда раскройте группу Жидкости и в качестве текучей среды выберите Water. Чтобы добавить элемент Water, Вы можете дважды кликнуть по нему или, выбрав его в дереве, нажать кнопку Добавить.

FloEFD Выбор текучей среды
Выбор текучей среды
FloEFD позволяет в одной задаче производить расчет потока текучих сред различных типов, однако в таком случае они должны быть отделены друг от друга стенками. Перемешивание текучих сред возможно, только если они принадлежат к одному типу.
В FloEFD есть встроенная база данных со свойствами различных жидкостей, газов и материалов (материалы используются в задачах сопряженного теплообмена). Вы также можете создать свое собственное вещество. Для каждой задачи может быть выбрано до десяти жидкостей и газов.
В FloEFD может быть задан любой тип течения: Только турбулентное, Только ламинарное или Ламинарное и турбулентное. Если течение полностью ламинарное, то уравнениями переноса турбулентной энергии можно пренебречь. В FloEFD также предусмотрен расчет течений сжимаемых газов с учетом малых или больших чисел Маха. В данной задаче принимаются характеристики течения жидкости, заданные по умолчанию.

Кликните Далее.

6. Не меняя заданные по умолчанию условия на стенках, кликните Далее.

FloEFD Выбор условий не стенке
Выбор условий не стенке
Т.к. опция Теплопроводность в твердых телах не была включена, тепловое условие необходимо определить на всех стенках модели, контактирующих с текучей средой. Чтобы задать стенки полностью теплоизолированными, следует указать условие Адиабатическая стенка (именно оно выбрано по умолчанию).
Вы также можете задать значение шероховатости, которое по умолчанию будет применяться ко всем стенкам модели. Значение шероховатости определяется параметром Rz.
Чтобы задать на каких-либо стенках модели другое тепловое условие или другое значение шероховатости, в дальнейшем можно будет воспользоваться граничным условием Реальная стенка.

7. Оставьте заданные по умолчанию начальные условия.

FloEFD Задание начальных условий
Задание начальных условий
На этом шаге можно изменить заданные по умолчанию значения давления, температуры и скорости. Чем ближе эти значения будут к окончательным результатам расчета, тем быстрее завершится расчет. Однако, т.к. в этом случае сведений о предполагаемых результатах нет, не будем менять значения этих параметров.

Кликните Завершить.

FloEFD создаст новый проект с прикрепленными к нему данными FloEFD. Дерево проектов FloEFD и дерево анализа FloEFD появятся на вкладке FloEFD Analysis. Обратите внимание, что новый проект имеет то имя, которое было присвоено ему в Мастере проекта. Перейдите на вкладку FloEFD Analysis и раскройте все группы элементов дерева анализа FloEFD.

FloEFD Дерево проектов
Дерево проектов
FloEFD Дерево анализа
Дерево анализа
Дерево анализа FloEFD используется для постановки задачи точно так же, как дерево Навигатор используется для создания моделей. Дерево анализа FloEFD полностью настраиваемое; Вы можете в любое время выбрать, какие группы элементов отобразить в дереве, а какие скрыть. Как только Вы включаете новый элемент, соответствующая скрытая группа отображается в дереве. До тех пор, пока Вы не удалите последний элемент этого типа, группа останется видимой.

Полупрозрачный параллелепипед, появившийся в графической части окна, обозначает границы расчетной области. Чтобы скрыть его, правой кнопкой мыши кликните по элементу Расчетная область и из контекстного меню выберите Скрыть. Элемент Расчетная область используется для изменения размеров объема, который рассматривается в задаче.

FloEFD Управление графическим отображением расчетной области
Управление графическим отображением расчетной области

Задание граничных условий

Граничное условие необходимо задавать на входе текучей среды в модель и на выходе из нее. В качестве граничного условия может быть задано давление, массовый или объемный расход и скорость.

1. В дереве анализа FloEFD правой кнопкой мыши кликните по элементу Граничные условия и из контекстного меню выберите Добавить граничное условие.

Добавление граничных условий
Добавление граничных условий

2. Выберите внутреннюю поверхность крышки на входе (компонент Lid 1), как показано на рисунке. (Чтобы выбрать внутреннюю поверхность, в графической области кликните правой кнопкой мыши по компоненту Lid 1, перемещайте указатель мыши по элементам списка Быстрый выбор, пока внутренняя поверхность крышки не подсветится, затем нажмите левую кнопку мыши).

FloEFD Выбор поверхности крышки на входе
Выбор поверхности крышки на входе

3. Нажмите кнопку Расход/скорость и выберите Массовый расход на входе.

4. Задайте Массовый расход равным 0.5 kg/s.

5. Кликните OK . В дереве анализа FloEFD появится новый элемент Массовый расход на входе 1.

FloEFD Задание граничных условий
Задание граничных условий
FloEFD Отображение граничных условий
Отображение граничных условий
Для FloEFD это означает, что в соответствующее отверстие каждую секунду втекает 0.5 килограмма воды. В этом диалоговом окне также можно задать закрутку потока, неравномерный профиль и нестационарные свойства потока. Нет необходимости задания массового расхода на выходе, т.к. он равен массовому расходу на входе (сохранение массы). На выходе следует задать другое условие, например, давление.

6. В дереве анализа FloEFD правой кнопкой мыши кликните по элементу Граничные условия и из контекстного меню выберите Добавить граничное условие.

7. Выберите внутреннюю поверхность крышки на выходе (компонент Lid 2), как показано на рисунке. (Чтобы выбрать внутреннюю поверхность, в графической области кликните правой кнопкой мыши по компоненту Lid 2, перемещайте указатель мыши по элементам списка Быстрый выбор, пока внутренняя поверхность крышки не подсветится, затем нажмите левую кнопку мыши).

FloEFD Выбор поверхности крышки на выходе
Выбор поверхности крышки на выходе

8. Нажмите кнопку Давление и выберите Статическое давление.

9. Заданные по умолчанию Термодинамические параметры, Параметры турбулентности, Параметры пограничного слоя и Опции не требуют изменений.

10. Кликните OK . В дереве анализа FloEFD появится новый элемент Статическое давление 1.

FloEFD Задание термодинамических параметров, параметров турбулентности, параметров пограничного слоя
Задание термодинамических параметров, параметров турбулентности, параметров пограничного слоя
FloEFD Отображение граничных условий
Отображение граничных условий
Для FloEFD это означает, что из соответствующего отверстия модели поток вытекает в область статического атмосферного давления. В этом диалоговом окне также могут быть заданы нестационарные свойства давления.

Задание инженерной цели

1. В дереве анализа FloEFD правой кнопкой мыши кликните по элементу Цели и из контекстного меню выберите Добавить поверхностные цели.

FloEFD Добавление поверхностных целей
Добавление поверхностных целей

2. Для того, чтобы выбрать поверхность, на которой будет задана цель, выберите элемент Массовый расход на входе 1.

3. В таблице Параметр поставьте галочку Ср в поле Статическое давление. Поставленная по умолчанию галочка Исп. для сход. означает, что создаваемая цель будет использоваться для контроля сходимости.

Если галочка Исп. для сход. (Использовать для контроля сходимости) не будет поставлена, цель не будет оказывать влияния на критерии остановки расчета. Такие цели могут использоваться в качестве параметров контроля: они служат для получения дополнительной информации о том, какие процессы происходят в исследуемой модели, и при этом не оказывают влияния на другие результаты и на общее время расчета.

4. Кликните OK. В дереве анализа FloEFD появится новый элемент ПЦ Ср Статическое давление 1.

Инженерные цели - это способ "объяснить" FloEFD, что Вы хотите получить в результате расчета, а также возможность уменьшить время получения окончательного результата. Задавая какой-либо параметр в качестве цели проекта, Вы "показываете" FloEFD, для каких параметров важно добиться сходимости (это параметры, выбранные в качестве целей), а какие параметры можно рассчитать с меньшей точностью (параметры, которые в качестве целей не выбраны). Цели могут быть заданы внутри всей расчетной области (Глобальные цели), внутри выбранного объема (Объемные цели), на выбранной поверхности (Поверхностные цели) или в заданной точке (Точечные цели). Более того, FloEFD может рассматривать среднее, минимальное или максимальное значение каждой цели. Вы также можете создать Цель-выражение, представляющую собой формулу, в которую могут входить созданные цели и параметры входных данных (в качестве переменных), связанные между собой основными математическими функциями. Цель-выражение позволит рассчитать значение интересующего параметра (например, перепад давления) и сохранить эту информацию в проекте для дальнейшего использования.

Кликните Файл > Сохранить.

Задание настроек сетки

1. В дереве анализа FloEFD дважды кликните по элементу Сетка > Глобальная сетка.

2. По умолчанию выбран Автоматический режим.

3. В группе Настройки по умолчанию задан Уровень начальной сетки.

4. Нажмите кнопку Минимальный зазор. В поле Минимальный зазор введите значение 0.0093 m.

FloEFD Настройка глобальной сетки
Настройка глобальной сетки
Уровень начальной сетки определяет требуемый уровень точности результатов. Он не только контролирует разрешение геометрии сеткой, но и определяет множество параметров решения, например критерии сходимости. Чем выше уровень начальной сетки, тем более плотной будет сетка и тем более строгими будут критерии сходимости. Таким образом, уровень начальной сетки устанавливает соответствие между точностью результатов и временем расчета. Если в модели присутствуют мелкие элементы, важно задать значения минимального зазора. Это гарантирует, что сетка "не пропустит" эти мелкие элементы. В рассматриваемой модели в качестве минимального зазора задается значение минимального проходного сечения.

5. Кликните OK.

Запуск расчета

1. Кликните Flow Analysis > Расчет > Запустить.

FloEFD Запуск расчета
Запуск расчета
Опция Загрузить результаты уже выбрана, т.е. после окончания расчета результаты будут загружены автоматически.

2. Нажмите кнопку Запустить.

На стандартном ПК процесс расчета займет менее минуты.

Наблюдение за расчетом

FloEFD Наблюдение за расчетом
Наблюдение за расчетом
На данном рисунке представлено диалоговое окно монитора. Справа, по умолчанию, выводится информация о всех событиях, происходящих в процессе расчета. Слева выводится текущая информация о сетке, а также предупреждения относительно расчета. При расчете данной задачи появится предупреждение о следующей ошибке: “Возникновение обратного течения на границе”. Значение данного сообщения будет объяснено позже.

1. После того, как начнется расчет и пройдет несколько итераций (взгляните на строку Итерации в окне Текущая информация), на панели инструментов Солвера нажмите кнопку Приостановить расчет.

В данном случае опция приостановки расчета используется потому, что пример простой, расчет проходит очень быстро, и времени для того, чтобы использовать инструменты для наблюдения за расчетом, недостаточно. Обычно расчет можно не приостанавливать.

2. На панели инструментов Солвера кликните Вставить график целей. Появится диалоговое окно Добавить/Удалить цели.

3. В списке Выберите цели выберите ПЦ Ср Статическое давление 1 и кликните OK.

FloEFD Добавление графика целей
Добавление графика целей
FloEFD Отображение графика целей
Отображение графика целей
В появившемся диалоговом окне сверху представлен список целей, созданных ранее. Здесь Вы можете видеть текущее значение и график изменения каждой цели во времени, а также сходимость цели, выраженную в процентах. Значение сходимости цели является приблизительным и со временем, как правило, увеличивается.

4. На панели инструментов Солвера кликните Предварительный просмотр. Появится диалоговое окно Настройки предварительного просмотра.

5. В этом диалоговом окне из списка Имя плоскости Вы можете выбрать плоскость, на которой будет построено предварительное распределение каких-либо параметров. Для данной модели такой плоскостью может служить плоскость Front(xz). Выберите ее из списка и нажмите OK.

FloEFD Настройка предварительного просмотра расчета
Настройка предварительного просмотра расчета
С помощью Предварительного просмотра можно следить за процессом расчета задачи. Эта опция позволяет определить, корректно ли заданы граничные условия, и даже на ранней стадии расчета спрогнозировать результаты. В самом начале расчета результаты могут резко меняться и выглядеть довольно странно. Однако в дальнейшем таких резких изменений будет становиться меньше, и результаты установятся на сошедшемся решении. Отобразить текущее распределение каких-либо параметров можно с помощью заливки, изолиний или векторов скорости.

6. Чтобы продолжить расчет, снова нажмите кнопку Приостановить.

7. Когда расчет завершится, кликните Файл > Закрыть, чтобы закрыть окно монитора.

Просмотр картин в сечении

Картина в сечении позволяет увидеть распределение выбранного параметра в какой-либо плоскости. Распределение может быть представлено с помощью заливки, изолиний, векторов или произвольным сочетанием перечисленных выше возможностей (например, заливки и векторов). Для того, чтобы увидеть распределение параметра внутри модели, следует выбрать вид Каркас или соответствующим образом настроить прозрачность модели.

1. В дереве анализа FloEFD правой кнопкой мыши кликните по элементу Картины в сечении и из контекстного меню выберите Добавить.

FloEFD Добавление картины в сечении
Добавление картины в сечении

2. Перейдите на вкладку Solid Edge Навигатор и из группы Базовые плоскости выберите Front (xz) .

3. Кликните OK.

Вы увидите картину распределения давления, сходную с той, что представлена на рисунке.

FloEFD Настройка картины в сечении
Настройка картины в сечении
FloEFD Отображение картины в сечении
Отображение картины в сечении
Чтобы установить опции отображения палитры (изменить шрифт палитры, фон и т.д.), кликните правой кнопкой мыши по палитре и из контекстного меню выберите Представление. Чтобы изменить шрифт палитры, отключите опцию Использовать шрифт по умолчанию. Затем в диалоговом окне шрифтов выберите подходящий шрифт, его размер, цвет и кликните OK. В диалоговом окне редактирования внешнего вида палитры также кликните OK.
FloEFD Опция отображения палитры
Опция отображения палитры
Опции отображения выноски можно установить таким же образом, как и настройки внешнего вида палитры.
Чтобы изменить некоторые настройки той или иной картины, можно двойным щелчком кликнуть по палитре. В соответствующем диалоговом окне можно выбрать другой параметр для отображения, а также изменить максимальное и минимальное значения параметра. Лучший способ изучить каждую из этих возможностей - экспериментирование.
FloEFD Настройки отображения картины в сечении
Настройки отображения картины в сечении

4. Теперь вместо заливки выберите вектора. Чтобы это сделать, правой кнопкой мыши кликните по элементу Картина в сечении 1 и из контекстного меню выберите Изменить.

5. В группе Показать еще раз нажмите кнопку Заливка, а затем выберите Вектора.

FloEFD Настройки отображения картины в сечении
Настройки отображения картины в сечении
Размер векторов и расстояние между ними можно задать в группе Вектора.

6. Кликните OK .

Вы увидите картину распределения как на рисунке ниже.

FloEFD Картина распределения векторов
Картина распределения

Просмотр картин на поверхности

Правой кнопкой мыши кликните по элементу Картина в сечении 1 и из контекстного меню выберите Скрыть.

1. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Картины на поверхности и из контекстного меню выберите Добавить.

FloEFD Добавление картины на поверхности
Добавление картины на поверхности

2. Включите опцию Использовать все поверхности.

FloEFD Настройка картин на поверхности
Настройка картин на поверхности
Такие же опции, как и для Картин в сечении, доступны и для Картин на поверхности. Вы можете свободно экспериментировать с различными настройками.

3. Кликните OK. Получившаяся картина распределения представлена на рисунке.

FloEFD Картина распределения давления по всем поверхностям крана
Картина распределения давления по всем поверхностям крана
Здесь представлено распределение давления по всем поверхностям крана, контактирующим с текучей средой. Для отображения распределения какого-либо параметра Вы также можете выбрать одну и несколько отдельных поверхностей (необязательно плоских).

Просмотр изоповерхностей

Правой кнопкой мыши кликните по элементу Картина на поверхности 1 и из контекстного меню выберите Скрыть.

1. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Изоповерхности и из контекстного меню выберите Добавить.

2. Заданное по умолчанию Значение 1 изменять не требуется.

3. В группе Представление выберите Сетка и кликните OK.

Вы увидите изоповерхности, подобные тем, что показаны на рисунке ниже.

FloEFD Просмотр изоповерхностей
Просмотр изоповерхностей
Изоповерхность - это трехмерная поверхность, созданная FloEFD, вдоль которой значение выбранного параметра постоянно.

4. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Изоповерхности 1 и из контекстного меню выберите Изменить. Поставьте галочку Значение 2 и в соответствующем поле введите какое-либо значение, отличное от Значения 1.

FloEFD Изменение настроек изоповерхности
Изменение настроек изоповерхности

5. Кликните OK.

Вы увидите изоповерхности как на рисунке ниже.

FloEFD Отображение изоповерхностей
Отображение изоповерхностей
С помощью изоповерхности можно точно определить трехмерную область, в которой давление, скорость или другие параметры течения принимают какие-либо определенные значения.

Просмотр траекторий потока

С помощью элемента Траектории потока можно получить трехмерное изображение течения. Экспортировав данные в Microsoft Excel, можно увидеть, как меняются значения параметров вдоль каждой траектории.

1. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Изоповерхности и из контекстного меню выберите Скрыть.

2. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Траектории потока и из контекстного меню выберите Добавить.

FloEFD Добавление траекторий потока
Добавление траекторий потока

3. Для того, чтобы выбрать внутреннюю поверхность крышки на выходе (компонент Lid 2), на вкладке FloEFD Analysis кликните по элементу Статическое давление 1.

4. Задайте Количество точек равным 16.

5. В группе Представление из списка Показать траектории как выберите Полоски.

FloEFD Настройка траекторий потока
Настройка траекторий потока

6. Кликните OK. Вы увидите траектории потока, подобные тем, что показаны на рисунке.

FloEFD Отображение траекторий потока
Отображение траекторий потока
В качестве поверхности, на которой находятся стартовые точки, можно выбрать любую плоскую поверхность или эскиз. В данном случае выбрана внутренняя поверхность крышки на выходе. Траектории потока наглядно демонстрируют, что на выходе, помимо вытекающего потока, образуется обратное течение. Именно этим объясняется появление предупреждающего сообщения в процессе расчета. FloEFD сообщает о том, что заданные условия являются неподходящими для данной задачи, и результаты расчета могут быть неточными. В таком случае следует изменить геометрическую модель для увеличения расчетной области таким образом, чтобы на границе не возникало обратного течения (например, удлинить выходной патрубок или добавить деталь, в которую поток попадает из выходного патрубка).

Просмотр графиков

Правой кнопкой мыши кликните по элементу Траектории потока 1 и из контекстного меню выберите Скрыть. На графике покажем распределение скорости и давления в кране. Для построения графика используем созданный заранее эскиз Solid Edge, состоящий из нескольких линий. Эскиз необязательно должен быть создан заранее, его можно построить и после окончания расчета. Взгляните на эскиз Sketch_1 в дереве Навигатор.

1. Из дерева Навигатор выберите Sketch_1.

2. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Графики и из контекстного меню выберите Добавить.

3. В качестве Параметров выберите Скорость и Давление.

4. В качестве абсциссы выберите Ось модели X. Выбранные по умолчанию опции не требуют изменений.

FloEFD Добавление графиков
Добавление графиков

5. Кликните Экспортировать в Excel. Откроется Excel, и сгенерируются колонки с данными, а также графики распределения скорости и давления вдоль выбранного эскиза. Один из графиков представлен ниже. Для того, чтобы изучить каждый график, необходимо переключаться между соответствующими листами Excel.

FloEFD График распределения скорости вдоль выбранного эскиза
График распределения скорости вдоль выбранного эскиза

6. Кликните OK.

График позволяет увидеть распределение любого параметра вдоль линий эскиза. Данные выводятся прямо в Excel.

Просмотр поверхностных параметров

Элемент Поверхностные параметры используется для определения значений давления, сил, тепловых потоков, а также других переменных на какой-либо поверхности, контактирующей с текучей средой. В рассматриваемой задаче интерес представляет перепад среднего статического давления между входом и выходом крана.

1. Правой кнопкой мыши кликните по элементу Поверхностные параметры и из контекстного меню выберите Добавить

FloEFD Добавление поверхностных параметров
Добавление поверхностных параметров

2. Для того, чтобы выбрать внутреннюю поверхность крышки на входе (компонент Lid 1), на вкладке FloEFD Analysis кликните по элементу Массовый расход на входе 1.

3. В группе Параметры выберите Все.

FloEFD Настройка поверхностных параметров
Настройка поверхностных параметров

4. Кликните Показать.

5. Ниже представлена таблица локальных параметров.

FloEFD Таблица локальных параметров
Таблица локальных параметров

Как видно из таблицы, среднее значение статического давления на поверхности входа составляет примерно 135500 Pa. Известно, что на выходе статическое давление составляет 101325 Pa (оно было задано в качестве граничного условия). Таким образом, перепад среднего статического давления в кране составляет около 34000 Pa.

6. Закройте диалоговое окно Поверхностные параметры.

Исследование влияния изменений компонента Ball

Назначение данного раздела - показать, насколько просто с помощью FloEFD исследовать различные варианты конструкций. Конструктивные изменения могут быть самыми разными: изменение геометрических размеров, добавление новых элементов, новых компонентов в сборку и т.д. Таким образом, FloEFD позволяет инженерам быстро и с легкостью определять, какие конструктивные решения являются перспективными, а какие вряд ли будут успешными. С помощью данного примера проверим, как скругление двух кромок отверстия внутри шарика может повлиять на перепад давления в кране. По результатам расчета можно будет сделать вывод о том, стоит ли вкладывать дополнительные средства в производство новых конструкций шарового крана.

В модели предварительно были созданы две конфигурации шарового крана. Во второй конфигурации острые кромки шарика являются скругленными. Для того, чтобы исследовать второй вариант конструкции, скопируем текущий проект и свяжем его с новой геометрической конфигурацией. Это позволит иметь разные проекты Solid Edge для различных конфигураций модели.

Клонирование проекта

1. Кликните Flow Analysis > Проект > Клонировать проект.

2. В поле Имя проекта введите Project 2. 

3. В списке Конфигурация, в которую необходимо добавить проект выберите Выбрать

4. В списке Конфигурация выберите ball filleted.

FloEFD Клонирование проекта
Клонирование проекта

5. Кликните OK. В каждом из сообщений, появившихся после этого, нажмите OK.

Вместо предыдущего шарика теперь представлен новый - компонент Ball with 1,5 mm fillets. В новом проекте можно изменить, удалить или добавить новые граничные условия. Все, что необходимо - разрешить новую геометрию модели и сравнить результаты, полученные при использовании двух различных конструкций. Выбирая и активируя проекты в дереве проектов FloEFD, Вы в любое время можете переключаться между проектами с различными конфигурациями и различными входными данными. Для того, чтобы рассчитать новый проект и просмотреть результаты, пожалуйста, выполните все необходимые для этого шаги, описанные ранее.

Исследование влияния изменений конструкций в FloEFD

В предыдущем примере было показано, как можно сравнить результаты, полученные при использовании двух различных конструкций. Вам также может понадобиться рассчитать проект с одной и той же геометрией, но при определенном диапазоне значений массового расхода потока. Данный раздел показывает, как легко и быстро провести такое параметрическое исследование. В качестве примера зададим новое значение массового расхода потока - 0.75 kg/s.

Активируйте Project 1 в дереве проектов FloEFD.

1. Создайте копию проекта Project 1. Для этого кликните Flow Analysis > Проект > Клонировать проект.

2. Присвойте новому проекту имя Project 3 и кликните OK.

FloEFD Клонирование проекта
Клонирование проекта

FloEFD создаст новый проект. Нет необходимости заново задавать условия на отверстиях и создавать цели, т.к. все входные данные были скопированы. Граничные условия можно изменить, удалить или добавить новые. Все изменения геометрии относятся только к данной конфигурации, поэтому все предыдущие результаты остаются действительными. Изменив массовый расход потока на входе, можно будет приступить к расчету. Для того, чтобы рассчитать новый проект и просмотреть результаты, пожалуйста, выполните все необходимые для этого шаги, описанные ранее. Представьте себя проектировщиком шарового крана. Какой вывод Вы могли бы сделать по результатам проведенных исследований? Какое решение Вы бы приняли в подобном случае, когда внесение конструктивных изменений может оправдать дополнительные расходы на производство новых конструкций? Инженеры принимают подобные решения каждый день, и FloEFD - тот самый инструмент, который помогает им в этом. С помощью FloEFD каждый инженер, имеющий дело с текучими средами и теплообменом, сможет протестировать свои идеи, затратив на это гораздо меньше опытных образцов и сократив циклы проектирования.

 

Подробнее о FloEFD: http://cad-is.ru/floefd