Реферат на тему Моделирование газодинамических процессов в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation

Введение……………………………………………………………………………………………. 3

1. Общее описание программы.…………………………………………………………… 5

2. Возможность использования
программы для моделирования процессов в ДВС.………………………………………………………………………………………………………….. 9

3.
Возможность применения программы для моделирования процессов горения.………………………………………………………………………………………………………… 11

3.1. Описание………………………………………………………………………………… 11

3.2. Ограничения SOLIDWORKS
Flow Simulation……………………………. 13

4. Примеры
использования программы.…………………………………………….. 14

Заключение………………………………………………………………………………………. 16

Список
литературы…………………………………………………………………………… 17

Введение

Вычислительная гидродинамика (CFD) — это отрасль
прикладной науки, в которой используются компьютерные численные методы для
решения проблем потоков жидкости и теплопередачи. Эти проблемы обычно являются
сложными, поэтому решения в закрытой форме недоступны. CFD обычно включает три
общих этапа: предварительную обработку, моделирование и постобработку. Эти шаги
могут быть выполнены с использованием отдельного программного обеспечения для
каждого шага или с помощью более интегрированных программных пакетов.
SOLIDWORKS Flow Simulation имеет интегрированные возможности для всех трех
этапов. Кроме того, SOLIDWORKS Flow Simulation прошел процесс проверки и
проверки. [1]

На этапе предварительной обработки определяется основная
схема проблемы. Это включает определение вопросов, на которые нужно ответить.
Например: какова температура куска дерева, который подвергается теплопередаче
от расположенного поблизости прибора, производящего тепло? Также включено
определение того, что программное обеспечение способно моделировать физические
явления, присущие анализируемой проблеме, — процесс, называемый валидацией.
Первоначальная работа также включает установление границы интересующего объема.
Например, объем, определяемый внутренней частью дымохода и вытяжной трубы.
Необходимо определить другие достаточные граничные условия, такие как скорость
потока, коэффициенты теплопередачи, температуры, давления и т. Д., Чтобы
обеспечить полное определение физических входных данных для программного
обеспечения моделирования. Создание геометрии модели должно быть выполнено на
этапе предварительной обработки. Геометрия модели должна создаваться с учетом
ее возможного использования в CFD, чтобы избежать излишне сложной геометрии,
которая усложняет построение сетки, увеличивает время вычислений, но мало или
ничего не добавляет к повышению точности моделирования.

Одна из
важных задач предварительной обработки — создание компьютеризированной модели
интересующей геометрии и разделение ее на множество небольших объемов или
ячеек. Этот процесс называется построением сетки. Процесс создания сетки
выполняется с помощью специализированного программного обеспечения. Выбор
подходящего размера сетки, который может варьироваться в выбранных частях
модели в зависимости от ввода пользователя, является важной функцией, так как
он может повлиять на точность моделирования. Изменение размера сетки в ходе
нескольких прогонов моделирования является нормальной частью моделирования CFD
для проверки изменчивости выходных данных с размером сетки. Некоторые проблемы
можно упростить и проанализировать в двух измерениях, где моделируемая
геометрия представляет собой двухмерную плоскость глубиной в один элемент.

Целью
данной работы является Анализ пакета SolidWorks Flow Simulation

Для достижения цели в работе
описано моделирование
газодинамических процессов в программном комплексе и поставлены задачи:

1.    
Произвести описание программного продукта

2.    
Проанализировать возможности программы

3.    
Привести пример использования

В ходе проведенной работы было выявлено,
что для определения требуемых входных данных
проводится фактическое моделирование. CFD, включая SOLIDWORKS Flow Simulation,
обычно использует уравнения Навье-Стокса в качестве математической модели для
соотнесения обмена массой, импульсом и энергией между отдельными ячейками, а
также путем одновременного решения и суммирования интересующего объема в целом.
Это итеративный процесс, который может быть сложным в вычислительном отношении,
требуя хорошей вычислительной мощности компьютера. Для некоторых проблем процесс
моделирования может занять от нескольких минут до часов. Точные методы, с
помощью которых решаются эти уравнения, являются специализированной областью
непрерывного развития, выходящей за рамки данной статьи. Для получения
дополнительных сведений о внутренней работе программного обеспечения Flow
Simulation читатель может обратиться к Техническому справочнику по SOLIDWORKS
Flow Simulation 2017.

Цель работы достигнута, задачи выполнены в полном объеме

1. Общее описание программы.

Engineering
Fluid Dynamics (EFD) — это новое поколение программного обеспечения для
вычислительной гидродинамики (CFD), которое позволяет инженерам-механикам
моделировать потоки жидкости и теплопередачу с помощью мощных, интуитивно
понятных и доступных 3D-инструментов. Инженерная гидродинамика определяется
техническими критериями и целями, поэтому каждый инженер по продукту может
получить техническую информацию, необходимую для ответа на вопросы, возникающие
в процессе разработки продукта.

SOLIDWORKS®
Flow Simulation основан на той же математической основе, что и традиционное
программное обеспечение вычислительной гидродинамики (CFD), но ключевые
преимущества выделяют SolidWorks Flow Simulation, делая его более быстрым и
простым в использовании, но при этом предоставляя надежное и высокоточное
решение.

Основные
преимущества пакета:

1. Возможность
анализировать, используя существующую геометрию.

В
большинстве традиционных программ CFD необходимо существенно изменить настройки,
а затем перенести существующие модели САПР в другую программу, чтобы создать
модель для анализа. Основная причина в том, что традиционные программы CFD
требуют значительного ручного вмешательства. Процесс перевода может работать
для 80 процентов геометрии, но остальное нужно воссоздавать или упрощать
вручную.

Некоторые
пользователи сообщают, что тратили дни впустую в ожидании передачи своей модели
— если это вообще удастся! Поэтому многие пользователи сочли более надежным
начать с нуля, создав геометрию в программе CFD (хотя эта деятельность также
требует значительных затрат времени). Недавно компания, тестирующая
традиционный инструмент, популярный в аэрокосмической отрасли, сообщила о
разнице в две недели по сравнению с двумя днями с технологией SOLIDWORKS Flow
Simulation. Они сообщили, что потратили большую часть своих двух недель,
пытаясь внедрить свою геометрию в свой текущий традиционный инструмент CFD. Но
та же самая сложная геометрия была перенесена в SOLIDWORKS Flow Simulation и
проанализирована менее чем за два дня — значительная экономия.

Основное
отличие состоит в том, что SOLIDWORKS Flow Simulation использует собственные
данные 3D CAD SOLIDWORKS непосредственно для моделирования потока жидкости.
Жидкая область автоматически создается на основе геометрии, а затем
автоматически обновляется при любых изменениях конструкции. Условия потока
определяются непосредственно в модели SOLIDWORKS CAD и организованы аналогично
другим проектным данным в дереве элементов. В результате исходная модель САПР
SOLIDWORKS изначально используется для анализа с помощью SOLIDWORKS Flow
Simulation, что позволяет сэкономить время на подготовку и обеспечить учет
обновлений проекта при анализе CFD .

2. Возможность
анализировать сложную геометрию

Чтобы
понять, как проект ведет себя в реальных условиях, необходимо смоделировать его
производительность в операционной среде. Все поставщики аналитических
материалов рекомендуют дефектные модели. Но тогда как узнать, как далеко зайти
и будут ли результаты анализа действительно отражать полевые условия?
SOLIDWORKS Flow Simulation чрезвычайно надежен и может обрабатывать очень
сложные геометрические формы. Он может легко обрабатывать геометрии САПР,
содержащие узкие щели и острые углы, без необходимости повреждать модель .

3. Простое
создание сетки