บทนำ พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณด้วย SOLIDWORKS Flow Simulation

พลศาสตร์ของไหลเชิงคํานวณ (Computational Fluid Dynamics, CFD) ด้วย SOLIDWORKS Flow Simulation เป็นซอฟแวร์ที่ได้รับการพัฒนาให้เป็นโปรแกรมสําเร็จรูปเชิงพาณิชย์ ใช้คอมพิวเตอร์ในการวิเคราะห์พฤติกรรมของของไหลในชิ้นงานต่าง ๆ โดยจะทำการสร้าง mesh  หรือ cell ของชิ้นงานหรือระบบที่กำลังศึกษา และใช้ระเบียบวิธีการแบ่งช่วงที่เรียกว่าระเบียบวิธีปริมาตรสืบเนื่อง(Finite Volume) และอาศัยระเบียบวิธีเชิงตัวเลขในการแก้สมการสมการนาเวียร์-สโตกส์ร่วมกับใช้สมการอื่น ๆ ในการแก้ปัญหาไปพร้อม ๆ กัน  ภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นและเงื่อนไขขอบเขต จากนั้นจึงทำการวิเคราะห์ผลและแสดงภาพของผลเฉลยที่ได้ในรูปแบบต่าง ๆ ตามต้องการ

ขั้นตอนการใช้งาน SOLIDWORKS Flow Simulation

เทคนิคพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณด้วย SOLIDWORKS Flow Simulation จะทำการวิเคราะห์ชิ้นงานโดยการแก้สมการนาเวียร์-สโตกส์และในหลาย ๆ กรณีได้ใช้สมการอื่น ๆ มาร่วมในการแก้ปัญหาไปพร้อม ๆ โดยมีขั้นตอนดังต่อไปนี้

  1. กำหนดรูปทรงหรือสร้างโมเดลของปัญหาที่ต้องการศึกษา โดยใช้ซอฟแวร์ CAD ตัวใดก็ได้ ให้ดีที่สุดก็คือใช้ SOLIDWORKS เพราะ SOLIDWORKS Flow Simulation ทำงานในหน้าต่างเดียวกับโปรแกรม SOLIDWORKS และสามารถอัพเดตข้อมูลได้อัตโนมัติ เมื่อมีการเปลี่ยนขนาดของชิ้นงานใน SOLIDWORKS นอกจากนี้ยังรองรับ SOLIDWORKS Configurations ด้วย ทำให้ง่ายต่อการวิเคราะห์งานหลายแบบในไฟล์เดียวกัน
  2. กำหนดสมการสำหรับการวิเคราะห์ เช่น สมการสำหรับการเคลื่อนที่,สมการเอนธาลปี, สมการการอนุรักษ์มวล,สมการโมเมนตัมและสมการพลังงาน เป็นต้น โดยใน SOLIDWORKS Flow Simulation จะทำโดยการใช้ Wizard กำหนดรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งมีรายละเอียดตามบทที่ 1 จากนั้นโปรแกรมจะเลือกสมการมาใช้ให้เองอัตโนมัติ
  3. การกำหนดเงื่อนไขขอบเขต (Boundary Condition) เป็นค่าที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของของไหลและสมบัติ ณ ขอบเขตนั้น ๆ ของปัญหาที่ต้องการศึกษา สำหรับปัญหาแบบเปลี่ยนไปตามเวลา จำเป็นต้องกำหนดเงื่อนไขเริ่มต้น (Initial Condition) ด้วย
  4. การกำหนดรูปแบบการวิเคราะห์ การแก้สมการโดยอาศัยระเบียบวิธีทำซ้ำ (Iteration) และการกำหนดการลู่เข้าหาผลเฉลย
  5. การแบ่งชิ้นส่วนย่อยหรือ mesh ของชิ้นงาน ซึ่งมีรายละเอียดในบทที่ 2
  6. ทำการวิเคราะห์ผล
  7. แสดงภาพและค่าต่าง ๆ ของผลเฉลยที่ได้

ความสามารถของ SOLIDWORKS Flow Simulation

ความสามารถในการวิเคราะห์การไหลและการถ่ายเทความร้อนของของไหล ดังต่อไปนี้

  1. สามารถจำลองการไหลแบบภายในและภายนอกได้
  2. สามารถจำลองการไหลได้ทั้งแบบคงที่ (Statedy State) และเปลี่ยนไปตามเวลา (Time dependent) ได้
  3. มีฐานข้อมูลคุณสมบัติของวัสดุให้ทั้งของเหลว ของแข็งและก๊าซ
  4. สามารถวิเคราะห์การไหลของของเหลวและก๊าซได้
  5. สามารถวิเคราะห์ของไหลทั้งที่อัดตัวไม่ได้และอัดตัวได้
  6. สามารถวิเคราะห์การไหลแบบราบเรียบ (Laminar) และปั่นป่วน (Turbulent) ได้
  7. สามารถวิเคราะห์ในช่วง Subsonic ,Transonic และ Supersonic ได้
  8. สามารถวิเคราะห์การไหลแบบ non-Newtonian liquids ได้
  9. สามารถกำหนดขนาดความขรุขระผิวของผนังได้
  10. สามารถวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของไหลต่างชนิดกันได้
  11. สามารถจำลองการไหลผ่านวัสดุรูพรุน (Porous Media) ได้
  12. สามารถวิเคราะห์การไหลผ่านกังหันหรือใบพัดที่มีการหมุนได้
  13. สามารถวิเคราะห์การนำความร้อนภายในก้อนชิ้นงาน(Conduction)ได้
  14. สามารถวิเคราะห์การถ่ายเทความร้อนระหว่างก้อนชิ้นงานกับของไหล(Convection)ได้
  15. สามารถวิเคราะห์การแผ่รังสีระหว่างก้อนชิ้นงาน(Radiation)ได้
  16. สามารถวิเคราะห์หาความเหมาะสมของการวางตำแหน่งของชิ้นงาน ภายใต้เงื่อนไขที่เรากำหนดได้
  17. สามารถแสดง Contour, Iso-Surface, Surface, Section Result Plot ได้
  18. สามารถแสดงค่าของผลเฉลย เช่น ความดัน อุณหภูมิ ความเร็ว ที่จุดต่าง ๆ ได้
  19. สามารถแสดงค่าของผลเฉลย เช่น ความดัน อุณหภูมิ ความเร็ว ที่ผิวหรือก้อนของชิ้นงานได้
  20. สามารถแสดงการไหลของของไหล เป็นแบบต่าง ๆ เช่น แบบลูกศร แบบเส้น เป็นต้น
  21. สามารถ List ค่าผลเฉลยต่าง ๆ บนชิ้นงานที่เลือกได้
  22. สามารถแสดงการเปรียบเทียบผลเฉลยในแต่ละ Project ได้
  23. สามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวของผลเฉลยและบันทึกเป็นไฟล์วิดีโอได้
  24. สามารถทำรายงานในรูปแบบของไฟล์ Microsoft Word ได้
  25. สามารถบันทึกผลเฉลยในรูปแบบของ eDrawings ได้

4 สิ่งที่ควรทำก่อน ทำการวิเคราะห์ SolidWorks Flow Simulation

ก่อนที่จะทำการรัน Flow Simulation ใน SolidWorks สิ่งที่ควรทำก่อนนั้น ค่อนข้างสำคัญ เพราะจะช่วยลดปัญหาที่จะเกิดขึ้นตามมา หลังจากที่เริ่มรัน

nn

Continue reading

จะซื้อซอฟแวร์หรือจะจ้างวิเคราะห์ดีน๊าาาา?

ไปเจอบทความของเว็บนี้ http://www.hawkridgesys.com/blog/need-analysis-consulting/ มาเอ.. มีบางส่วนที่คล้าย ๆ กับที่เจอในเมืองไทยครับ เลยเอามาเขียนให้เพื่อเป็นข้อมูลครับ เมื่องานออกแบบต้องการการวิเคราะห์ เราจะทำอย่างไรดี ?

  1. ซื้อซอฟแวร์และวิเคราะห์เองในบริษัท
  2. จ้างคนภายนอกให้ทำการวิเคราะห์ให้

562 Continue reading