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Solidworks flow simulation 外流瞬态分析示例1、实例分析:圆柱绕流l使用二维平面流动分析围绕一个圆柱体的流体流动l温度和压力分别为293.1K和1atm(1atm=101325Pa)的水流过直径为0.01m,高为0.01m的圆柱体,流动的雷诺数为140,计算其对应的阻力系数,湍流强度为1%。2、项目描述主要步骤如下:(1)生成一个项目-使用wizard(向导)建立一个外流分析(2)定义计算域-利用模型对称简化计算域(3)设置自适应网格细化-确保高湍流区域生成高质量网格(4)明确计算目标(5)运算这个分析(6)后处理结果3、雷诺数(Re)l4、外流使用wizard(向导)新建一个项目项目名称项目名称设置选项设置选项Configurationname(配置名称)Creatnew:Re140Unitsystem(单位制)SI(m-kg-s)Analysistype(分析类型)Physicalfeatures(物理特征)External(外流)由于不存在内部空间,故不用勾选excludecavitieswithoutflowcondition(排除没有流动条件的空穴)勾选time-dependent(时间相关)复选框在totalanalysistime框中输入80s在outputtimestep框中输入4sDatabaseoffluid(流体数据库)在liquid列表中,双击选中水项目名称项目名称设置选项设置选项Wallcondition(壁面条件)在defaultwallthermalcondition列表中选择adiabaticwall(绝热壁)在roughness(粗糙度)框中,输入0micrometerInitialcondition(初始条件)在velocityparameter(速度参数)下,单击velocityintheXdirection单元格单击dependency(相关)在dependency窗口中单击dependencytype列表下的formuladefinition在formula文本框中,输入140*(0.00101241/0.01/998.19),这是相对自由速度的雷诺数的计算公式。单击OK在turbulenceparameter(湍流参数)中,设置turbulenceintensity(湍流强度)为1%Result&geometryresolution(结果及几何精细度)设置geometryresolution为76、湍流强度Flowsimulation的求解器假设所有的分析都是瞬态的。5、瞬态分析湍流分为:脉动流和有序流。湍流强度是脉动速度与平均(自由流)速度的比值再乘以100。也等于0.16与按水力直径计算得到的雷诺数的负八分之一次方的乘积计算公式:I=0.16*(re)(-1/8)一般来说,小于1%为低湍流强度,高于10%为高湍流强度8、二维流动当结果精细度设置为6或者更高时,求解自适应网格细化会默认开启,配合计算网格达到最优求解结果。当结果精细度低于6时需要手动开启。7、求解自适应网格细化定义流动对称条件和域的大小l在SolidWorksflowsimulationtree中,右击inputdata下的computationaldomain,选择editdefinitionl在type类型下的XYplane中选择2Dsimulationl在计算域的sizeandcondition中输入对应尺寸l单击OK9、计算域一般情况,默认的计算域都满足需要,此例修改计算域只是想让流域能得到充分发展。10、计算控制选项Calculationcontroloptions定义关于求解器不同的参数,可定义finish,refinement(细化),saving,advanced(高级)。右键单击input data 选择calculation control optionl设置结束条件-勾选minimumrefinementnumber(最小细化数),并输入2(表示在自适应状态时有2个网格可以细化)l设置计算细化-refinement选择level2。对refinementcriterion(细化标准)输入1.5;对unrefinementcriterion输入0.15,勾选adaptiverefinementinfluid框。勾选approximatemaximumcell(近似最大单元)输入750000,在refinementstrategy(细化策略)单击periodicrefinement(周期性细化),单击OK定义工程目标,右击goal选择insert global goal(插入全局目标),在parameter中选择X-component of force,单击OK10、阻力方程ll插入方程式目标-右键单击goal选择insertequationgoal,在expression中输入公式:GG力(X)1*2*998.19/1.01241e-32*0.01/0.001/1402,在dimensionality(量纲)中选择nounit(无单位)l重命名方程式目标为Cd-特征方程,右击属性修改l运算这个分析-右键单击Re140project并选择Run,确认选中loadresult(载入结果)和solve(求解)这个复选框,单击runRun之后的监控画面l生成截面图解-右键单击result下的cutplot,选择insert,在display下面选择contour(轮廓)和vector,选择pressure并设定numberoflevel为110,单击OKl压力场X方向绕过圆柱体的速度场当雷诺数Re为140时:压力场速度场当取低雷诺数Re为40时,结果为:压力图速度图
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