در این مطلب مراحل شبیه سازی جریان هوا در اثر چرخش پنکه سقفی را با استفاده از نرم افزار سالیدورک با حل یک تمرین بررسی میکنیم. فن با سرعت 300 دور در دقیقه (31.4 رادیان بر ثانیه) می چرخد. برخی از قسمتهای دوار روی فن باید در ناحیه دوار گنجانده شوند، برخی دیگر ممکن است نیاز به تعیین شرایط مرزی دیوار واقعی با حرکت دیواره چرخشی داشته باشند.
همچنین میتوانید شبیه سازی جریان هوا در کانال کشی تهویه مطبوع را هم بخوانید
پنکه دارای سه پره است و در فضای بزرگتری قرار دارد که تنها بخشی از آن در این شبیه سازی مدل شده است. بنابراین دیوارهای جانبی وجود ندارند. چهار طرف دامنه محاسباتی به طور منطقی دور از فن قرار گرفته اند.
1-باز کردن فایل اسمبلی :
نرم افزار سالیدورک را اجرا کنید و فایل اسمبلی Fan_Assembly را باز کنید.
2-ایجاد یک پروژه شبیه سازی جریان هوا:
از تب Flow Simulatin با کلیک روی wizard یک پروژه جدید با ویژگی های زیر ایجاد کنید:
در بخش Configuration گزینه ی Use current را انتخاب کنید
در بخش Configuration name نام پیکربندی را ‘’Default’’ بگذارید.
در بخش Project name نام پروژه را “celling fan” بگذارید.
در بخش Unit system استانداردSI (m-kg-s) را انتخاب کنید.
در بخش Analysis Type گزینه ی External را انتخاب کنید تا نوع تحلیل شما خارجی باشد.
در بخش Physical Features علاوه بر تیک Fluid Flow تیک Rotation را بزنید تا شرایط چرخش را برقرار کنید و در قسمت type نوع Averaging را انتخاب کنید. همچنین تیک Gravity را بزنید تا شرایط گرانش زمین را برقرار کنید و مقدار Z Component را -9.81 m/s2 وارد کنید و دو مقدار دیگر را صفر قرار دهید.
در بخش Database of Fluids از لیست گاز ها (Gases list) روی Air دبل کلیک کنید تا هوا را انتخاب کنید.
در ستون Default fluid مطمئن شوید که تیک Air (Gases) خورده باشد
در بخش Wall Conditions از لیست Default wall thermal condition list گزینه ی Adiabatic wall را انتخاب کنید مقدار Roughness را 0 تایپ کنید.
در بخش Initial conditions به تنظیمات پیشفرض دست نزنید و روی دکمه Finish کلیک کنید.
3- تعیین محدوده ی محاسبات شبیه سازی
در درخت تجزیه و تحلیل شبیه سازی جریان سالیدورک ، در زیر پوشه Input Data، روی Computational Domain کلیک راست کرده و Edit Definition را انتخاب کنید و در منوی باز شده در بخش Sizes and Conditions مقادیر را به ترتیب زیر وارد کنید و ok کنید.
(m) | Size |
2.25 | X max |
-2.25 | X min |
2.25 | Y max |
-2.25 | Y min |
0.29298 | Z max |
-2.7 | Z min |
4-مشخص کردن شرایط چرخش پنکه
در درخت تجزیه و تحلیل شبیه سازی جریان سالیدورک ، در زیر پوشه Input Data، روی Rotating Regions کلیک راست کرده و Insert Rotating Region را انتخاب کنید و در منوی باز شده در بخش selection از درخت اسمبلی پارت مربوط به Rotate Region را انتخاب کنید تا محدوده چرخش شما در محل پنکه تعیین شود و مقدار دور آن را 140 rad/s که حدود 1400 دور بر دقیقه میباشد
5-مشخص کردن شرایط مرزی فشار محیطی هوا
باز بخش Conditions روی boundary conditions کلیک کرده و در منوی باز شده در بخش type از گروه pressure openings با انتخاب Environment Pressure یک شرایط فشار محیطی در چهار طرف دیواره فرضی با فشار پیشفرض 101325 Pa و دمای پیشفرض 293.2 K ایجاد کنید.
6-تعیین اهداف عمومی
از بخش goals روی Global goals کلیک کرده و در منوی باز شده تیک ستون های min و max از سطر های Static Pressure ، Temperature (Fluid) ، Velocity ، Velocity (X) و Velocity (Y) و همچنین تیک ستون های min و Av از سطر Turbulence Viscosity و تیک ستون max از سطر mass (Fluid) را بزنید و ok کنید.
7-تنظیم پارامتر های عمومی مش بندی اولیه
از بخش mesh setting روی Global mesh کلیک کرده و در منوی باز شده سطح مش بندی را روی 3 قرار دهید سپس روی Local mesh کلیک کنید و در منوی باز شده در بخش selection از درخت اسمبلی پارت مربوط به Rotate Region را انتخاب کنید و ok کنید.
8-غیر فعال کردن محدوده چرخش
از درخت شبیه سازی روی پوشه ی Input Data راست کلیک کرده و سپس روی Component Control کلیک کنید، در منوی باز شده مطمئن شوید که تیک گزینه ی مربوط به پارت صفحه متخلخل به نام Rotate Region نخورده باشد.
9-اجرای پروژه شبیه سازی جریان هوا
با کلیک روی بخش Run پروژه شبیه سازی جریان را اجرا کنید.
10-ایجاد نمودار جریان برای مشاهده جریان هوای ایجاد شده توسط پنکه
از زیر پوشه ی results روی Flow Trajectories و سپس روی insert کلیک کرده و در منوی باز شده در بخش selection از درخت اسمبلی پارت مربوط به Part1 را انتخاب کنید و ok کنید سپس با راست کلیک روی نمودار جریان ایجاد شده و کلیک روی play مسیر جریان را مشاهده کنید.