结构设计会涉及到流体介质设备的设计,此时就需要研究流体流场的分布情况来针对性地改进结构。本文以简单的弯管内水流场分布为例使用SolidWorks软件Flow simulation插件进行分析,弯管模型如图1所示,具体步骤如下:

图1 弯管模型
步骤一:首先点击顶部菜单栏“工具”-“插件”选项,然后勾选Solidworks Flow Simulation 2016前的复选框,如图2所示。

图2 Solidworks Flow Simulation插件启动
步骤二:点击顶部Flow Simulation,然后出现最左侧的菜单栏,点击向导,然后出现单位系统设置界面,选择国标单位,如图3所示,然后点击下一步;

图3 计算单位设置界面
步骤三:接下来是选择分析类型,因为本次只分析弯管内水的流场分布,不涉及固体热传导,且为稳态分析,因此本次仅勾选重力选项,如图4所示,点击下一步;

图4 分析类型选择
步骤四:接下来选择流体类型,本次选择水作为流体介质,如图5所示;

图5 流体类型
步骤五:接下来选择壁面条件,由于本次不涉及热分析,因此选择绝热壁面,管壁粗糙度默认0设置。点击下一步,设置初始条件,默认设置即可,如图6所示,点击完成。

图6 壁面及初始条件选择
步骤六:接下来根据提示,给该弯管模型两端封盖,作为进出口,创建完封盖如图7所示;

图7 创建封盖
步骤七:接下来设置流体进出口边界条件,先点击最左侧菜单的边界条件,插入边界条件,选择入口面,设置入口流速为1m/s,如图8所示,特别注意,选择入口面时要选择入口封盖的内表面。

图8 入口边界条件设置
步骤八:同理设置出口边界,先点击最左侧菜单的边界条件,插入边界条件,选择出口面,设置出口边界为环境压力开孔,如图9所示,特别注意,选择出口面时要选择出口封盖的内表面。

图9 出口边界条件设置
步骤九:设置收敛目标,先点击最左侧菜单的目标,插入表面目标,选择出口面的静压及体积流量作为收敛控制参数,如图10所示。

图10 收敛目标设置
步骤十:设置网格,先点击最左侧菜单的网格,右击选择全局网格,对网格划分等级进行设置,如图11所示,也可以对局部网格进行设置,这里不进行叙述。

图11 划分网格
步骤十一:最后,在左上角“项目”右击,选择运行求解,如图12所示;

图12 运行求解
最终求解的速度云图如图13所示,由图可知水在该弯管内的流场分布。

图13 弯管内流场分布
具体结果输出操作动图如图14所示。

图14 结果输出动图
本文主要简单介绍了Solidworks Flow Simulation 流体分析的基本步骤,仅供初学者进行参考学习,让初学者对操作步骤有一定的了解,对流体仿真分析更容易入门。






