打開模型
1. 復(fù)制 First Steps - Ball Valve 文件夾到你的工作目錄,此外由于 EFD.Lab 在運行時會對其輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,所以必須確保文件處于非只讀狀態(tài)。運行 EFD.Lab。
2. 點擊 File,Open。在Open 對話框,瀏覽 First Steps - Ball Valve 文件夾,找到 ball_valve.SLDASM 文件,點擊Open (或雙擊此文件)。
這是一個球閥,旋轉(zhuǎn)把手可以開啟或關(guān)閉閥門。其旋轉(zhuǎn)的角度控制開啟閥門的開啟角度。
3. 通過點擊特性管理設(shè)計樹中的特性顯示 lids (Lid <1> 和 Lid<2>)。
我們用 EFD.Lab 對這個模型進(jìn)行仿真時不做任何的改動。只需要使用 LID 來封閉內(nèi)部空間。在這個例子中 LID 被設(shè)置成半透明的狀態(tài),以便我們可以清楚的看到閥門內(nèi)部的狀況。
創(chuàng)建 EFD.Lab 項目
1. 點擊 Flow Analysis,Project,Wizard。
2. 如果已經(jīng)在向?qū)顟B(tài),直接選擇Create new,以便創(chuàng)建一個新的配置并且命名為 Project 1。
EFD.Lab 將創(chuàng)建一個新的例子并且在一個新的文件夾中存儲所有的數(shù)據(jù)。
點擊 Next。
3. 選擇系統(tǒng)單位 (這個項目使用 SI)。請時刻謹(jǐn)記在完成向?qū)гO(shè)置之后的任何時候都可以通過點擊 Flow Analysis,Units 來改變系統(tǒng)單位。
在 EFD.Lab 中有幾個預(yù)先已經(jīng)定義好的系統(tǒng)單位。你可以在任何時候定義你自己所需要的系統(tǒng)單位并對他們進(jìn)行相互間的轉(zhuǎn)換。
點擊 Next。
4. 保持默認(rèn)的 Internal 分析類型。不要包括任何物理特性。
我們想要進(jìn)行一個流經(jīng)整個結(jié)構(gòu)內(nèi)部的分析。這一研究我們稱之為內(nèi)部分析。與之相對應(yīng),還有一種外部分析,其特征是流體圍繞著某個物體。在這一對話框中,你也可以選擇忽略掉與流動分析不相關(guān)的空腔。以便 EFD.Lab 仿真不會耗費內(nèi)存和 CPU 資源去考慮它們。
EFD.Lab 不僅僅可以計算流體流動,而且可以計算固體內(nèi)部的導(dǎo)熱,除此之外還可以計算表面之間的輻射狀況。當(dāng)然還可以進(jìn)行瞬態(tài)分析。在分析自然對流問題的時候應(yīng)該考慮重力效應(yīng)。另外也可以對旋轉(zhuǎn)的物體進(jìn)行分析。在這一個教程中我們暫且跳過這些特性,因為我們這個簡單的球閥教程還沒有涉及到這些特性。
點擊 Next。
5. 在 Fluids 中展開 Liquids 項并且選擇 Water作為流體。你也可以雙擊 Water 或者在樹型結(jié)構(gòu)中選擇這一項并點擊 Add。
EFD.Lab可以在一個分析例子中計算多種流體,但不同流體之間必須由壁面進(jìn)行分隔。只有當(dāng)流體是同一類型的時候,混和流體的情況才可以進(jìn)行分析考慮。
EFD.Lab 有一個包含了多種液體,氣體和固體的綜合性數(shù)據(jù)庫。其中固體可以用于耦合的導(dǎo)熱分析。當(dāng)然你也可以方便的創(chuàng)建你自己的材料。在每一個仿真分析時可以有多達(dá)10種的液體和氣體同時被選擇。
EFD.Lab也可以對任意流態(tài)的流體進(jìn)行分析計算。純湍流,純層流,或者湍流和層流兼有的情況。如果流動完全處于層流,可以忽略湍流模型。EFD.Lab 也可以處理低馬赫數(shù)或者高馬赫數(shù)的不可壓流體。對于這個球閥教程,我們使用一種流體進(jìn)行流動仿真并且保持默認(rèn)的流動特性。
點擊 Next。
6. 點擊 Next 接受默認(rèn)的壁面條件。
由于我們選擇不考慮固體內(nèi)部的導(dǎo)熱情況,所以我們要對接觸流體的表面定義一個換熱系數(shù)。這一步處于設(shè)置默認(rèn)的壁面類型中。保留默認(rèn)的Adiabatic wall 定義壁面為完全絕熱。
你也可以對壁面設(shè)定粗糙度的值,默認(rèn)情況下這一值會應(yīng)用到所有模型壁面。對于一個具體的某個壁面設(shè)置粗糙度,你可以定義一個 Real Wall 邊界條件。定義粗糙度通過 RZ值來實現(xiàn)。
7. 點擊 Next 接受默認(rèn)的初始條件。
在這一設(shè)置階段,我們可以改變對于壓力,溫度和速度的默認(rèn)設(shè)置。與最終仿真計算值越接近的初始值,可以加快仿真計算的時間。由于我們對于這個球閥教程最后的仿真結(jié)果不了解,所以我們對初始條件不做修改。
8. 接受默認(rèn)的 Result Resolution。
Result Resolution 是對仿真結(jié)果精度的設(shè)定。它不僅僅控制求解的網(wǎng)格,而且對于求解設(shè)定了許多參數(shù),例如:收斂標(biāo)準(zhǔn)。越高的 Result Resolution,會產(chǎn)生越精細(xì)的網(wǎng)格,同時產(chǎn)生越嚴(yán)格的收斂標(biāo)準(zhǔn)。因此,Result Resolution 確定了在計算精度和計算時間之間的平衡。當(dāng)模型中有一些小的幾何特征時,輸入一個最小間隙尺寸和最小壁面厚度是相當(dāng)重要的。精確的設(shè)置這些值可以確保模型中,細(xì)小的幾何特征不會被網(wǎng)格所忽略。對于我們這個球閥模型,我們輸入流動通道的最小值作為最小縫隙尺寸。
點擊 Manual specification of the minimum gap size 對話框。輸入0.0093 m(最小流動通道大小)。
點擊 Finish。
現(xiàn)在 EFD.Lab 利用賦值數(shù)據(jù)的方式創(chuàng)建了一個新的例子。
點擊 Configuration Manager 顯示新的定義。
注意新的定義名稱是你在向?qū)е兴斎氲拿Q。
點擊 EFD.Lab Analysis Tree 按鈕并且打開所有圖標(biāo)。
我們使用 EFD.Lab分析樹定義我們的分析,這種定義方式類似我們先前利用模型樹定義我們的模型。 EFD.Lab 是完全自定義; 你可以在 EFD.Lab 使用過程中的任何時候選擇文件夾的隱藏和顯示。當(dāng)你對一個隱藏的文件夾增加一個相應(yīng)的類型特征時,則這個隱藏的文件夾將會變?yōu)榭梢�。這個文件夾會一直處于顯示狀態(tài),直到這個類型特征被刪除為止。
右擊 Computational Domain 圖標(biāo)并且選擇Hide去隱藏黑色線框。
這個計算域圖標(biāo)用于修改求解域的大小和求解域的顯示與否。包圍模型的線框是求解域的邊界。
邊界條件
在系統(tǒng)的流體入口或出口處要求設(shè)置壓力,質(zhì)量流,體積流或速度的邊界條件。
1. 在 EFD.Lab 分析樹中,右擊 Boundary Conditions 圖標(biāo)并且選擇 Insert Boundary Condition。
2. 如圖顯示選擇 LID_1 的 inner 面 (訪問內(nèi)表面,在圖形區(qū)域右擊 Lid_1 并且選擇Select Other,移動鼠標(biāo)至列表中所要選擇的內(nèi)表面上,最后點擊鼠標(biāo)左鍵)。
3. 選擇 Flow openings 和 Inlet Mass Flow。
4. 設(shè)置 Mass flow rate normal to face 為 0.5 kg / s。
5. 點擊 OK 。 新的 Inlet Mass Flow 1 項出現(xiàn)在EFD.Lab 分析樹中。
隨著剛才做完的定義,我們告訴 EFD.Lab 在這一開口每秒有 0.5 kg 的水流入到閥門中。在這一對話框中,我們也定義了一個旋轉(zhuǎn)的流動,一個不均勻和時間變化的流動特性。在出口處的質(zhì)量流由于質(zhì)量守恒而不需要進(jìn)行定義。因此另一個不同的邊界條件需要被定義。在這里出口的壓力應(yīng)該作為出口處的邊界條件。
6. 如圖所示選擇 LID_2 的 inner 表面。(訪問內(nèi)表面,在圖形區(qū)域右擊 Lid_2 并且選擇Select Other,移動鼠標(biāo)至列表中所要選擇的內(nèi)表面上,最后點擊鼠標(biāo)左鍵)。
7. 右擊 Boundary Conditions 圖標(biāo)并且選擇 Insert Boundary Condition 。
8. 選擇 Pressure openings 和 Static Pressure。
9. 保持 Thermodynamic Parameters,Turbulence Parameters ,Boundary Layer 和 Options 組中的設(shè)定。
10. 點擊 OK 。 新的 Static Pressure 1 項出現(xiàn)在EFD.Lab 分析樹中。
隨著剛才做完的定義,我們告訴 EFD.Lab 在這一開口區(qū)域流體的靜壓為多少。在這一對話框我們也可以設(shè)置隨時間變化的壓力特性。
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