技巧分享丨冷却水管的流体分析实例

宝象联合实验室

“3D数据协同挖掘”

有很多小伙伴反馈说知道solidworks Simulaion ，但是具体能用来做什么，还有没有太多概念，今天小象分享一个运用SOLIDWORKS Simulation的操作实例，带大家了解下 SOLIDWORKS Simulation 具体能用来做什么。

正文来了

Flow Simulation是SolidWorks软件中另一个重要的插件，它主要用于流体模拟分析，其中包括内流、外流、可压缩或不可压缩的气体或液体、亚音速、音速、超音速等。

1、Flow Simulation插件简介

和SolidWorks Simulation -样，Flow Simulation是SolidWorks软件中的一个插件，

只有该插件被激活后用户才能使用。激活后的Flow Simulation会在SolidWorks软件的

界面中出现相应的工具栏。

注意： 如图所示，那么SolidWorks Flow Simulation插件只在本次打开的SolidWorks软件中处于激活状态。也就是说，在下次打开SolidWorks软件时SolidWorks Flow Simulation插件不会自动启动。

2．Flow Simulation工作界面介绍

Flow Simulation工作界面和SolidWorks Simulation工作界面相似，大体布局相同，以下内容

简单介绍Flow Simulation的工作界面，如图所示。

(1)工具栏：Flow Simulation工具栏包含了“向导”、“新建”、“克隆项目”、“运行”等按钮，方便设计者在做分析时使用。其中，“向导”是做分析前的首要设置，相当于在做SolidWorks   Simulation分析时的预处理。

(2) Flow Simulation分析按钮：这与SolidWorks Simulation不同，新建的结构分析算例出现在“算例界面”内。而Flow Simulation中“向导”设置完成后，FlowSimulation分析按钮会出现在如图所示的位置，不会出现在“算例界面”内。

(3)设计树：Flow Simulation设计树中包含两个部分，一个是“流体分析”部分，主要有“计算域”、“流体子域”、“边界条件”、“目标”等选项；另一个是“结果”部分，该部分提供了多种查看结果的方式，可供不同需求的用户选择

3、分析流程

流体分析可以分析水流或其他液体等在温度、速度、流量等信息，在实际生产过程中，冷却水管的水流分析是重中之重，一根水管可以安装多少个喷嘴，每个喷嘴上水压、水流的分布等 情况都可以通过流体分析来完成，本文以一根冷却水管为例，确定每个喷嘴的水流情况。

（1） 建立模型

冷却水管一端封堵，用于与电机的连接，另一端开口作为进水口，在水管上安装9个喷嘴接头，用于喷嘴的安装。

（2）打开Flow Simulation插件

按Flow Simulation工作界面介绍开启 Flow Simulation插件，进入 Flow Simulation分析界面。

（3）项目名称设定

在“项目名称”中填写“冷却水管水流分析”，点击“下一步”。

（4）单位系统设定

在“单位系统”中选择“MMM(mm-g-s)”，点击“下一步”。

注：单体系统的设定根据模型的需要可自己设定。

（5）分析类型设定

在“分析类型”中选择“内部”，点击“下一步”。

注：由于其余物理特征在此次分析中用不到，则不选择。

（6）默认液体设定

在出现的流体对话框中选择“液体”，下拉“液体”菜单，选择“水”作为冷却管内流动的液体，点击“添加”，将“水”添加至项目流体栏中。

（7）壁面条件设定

默认壁面热条件为绝热壁面，粗糙度为0微米。

默认壁面热条件有“绝热壁面”、“热通量”、“换热量”、“壁面温度”等选项。在此不考虑壁面的热条件，因此选择“绝热壁面”。

由于钢管内部一般不加工，粗糙度较大，因此粗糙度选项填写“12.5微米”作为粗糙度条件。

（8）初始条件设定

此参数一般为默认值，不做更改，直接 “完成”即可。至此，向导的基本设定已全部完成。

4. 模型的处理

完成向导设定后，软件会弹出对话框，询问是否需要”创建盖“，点击”是“对模型进行处理。

选择进水口端面进行”封盖“的创建。完成后会弹出对话框，询问是否需要重置域，选择”是“

依照上述步骤完成对喷嘴接头的封盖的创建，完成后效果如下图。

5. 边界条件设定

将水管模型用剖视图剖开，右键点击”边界条件“，选择”插入边界条件"，出现下图对话框，选择水管入口内侧面作为边界面，类型中选择"压力"，"总压"，设定进水口压力为0.3MPa。

右键点击”边界条件“，选择”插入边界条件"，出现下图对话框，选选择喷嘴接头的内侧面作为边界面，类型中选择"压力"，”环境压力“，设定喷嘴接头出水口压力为0.10325MPa。

6. 分析目标设定

右键点击”目标“，选择”插入全局目标 "，出现下图对话框，选择"质量流量"，"总压"，"，"质量（流体）"，"速度"作为分析目标。

7.运行计算

点击“运行”按钮，进行分析计算。

出现上图界面，表示分析已完成。

8. 结果分析

（1）流动轨迹线

右键点击”流动轨迹线“，选择”插入流动轨迹线 "，出现下图对话框，选择水管内壁’、喷嘴接头内壁作为面，流动导管数量为50，流动导管大小为0.4mm

从上图可以看出，水流从水管入口进入管道后，流经每个喷嘴接头的轨迹与压力。以及每个喷嘴接头内水流量的大小。

（2）水流速度

从上图可以看出，水流从水管入口进入管道后，流经每个喷嘴接头的轨迹与流速。以及每个喷嘴接头内水流量的大小。

文章作者丨steive009

关注“宝象联合实验室”更多技术干货分享