Scénario de système de recirculation SOLIDWORKS Flow Simulation

Simulation SOLIDWORKSest un outil puissant permettant de simuler de nombreux scénarios fluides, notamment l'écoulement en recirculation. L'écoulement en recirculation est utilisé dans diverses applications, du fluide de travail des centrales nucléaires aux liquides de refroidissement des moteurs automobiles et de l'électronique. Pour prendre les bonnes décisions de conception, il est essentiel de comprendre le comportement de l'écoulement et du transfert de chaleur. Les outils de Simulation SOLIDWORKS Flow peuvent vous aider à prendre ces décisions cruciales lors de la conception de systèmes d'écoulement en recirculation.

Voici un exemple simple de chauffage à « convection » à flux recirculant.

Configuration de base du flux de recirculation avec l'assistant

Si vous n'êtes pas familier avec la configuration d'une simulation de flux dans SOLIDWORKS, envisagez de planifier uneSéance de formation SOLIDWORKS Flow. De plus, il existe de nombreux tutoriels d'introduction sur le Blogue GoEngineeret chaîne YouTube .  

Le flux de recirculation peut être configuré comme flux externe ou interne. Dans cet exemple, nous utiliserons un flux externe, car nous simulerons à la fois le flux interne de recirculation et l'air extérieur.

S'assurer que leExclure l'espace intérieurla case à cocher estnon cochélors de la création d'un flux de recirculation avec un flux externe est vital. Sinon, la zone interne où nous avons un flux de recirculation sera exclue de l'analyse.

Décocher cette case permet d'avoir deux volumes de fluide distincts. Si vous voulez que ces volumes individuels contiennent des types de fluides différents, vous devez définir unsous-domaine fluideCette fonction n'est pas utilisée ici mais expliquée plus loin.  

Notez également que la case « Rotation » est décochée. Vous pourriez concevoir un ventilateur rotatif à l'intérieur, mais cela pourrait être trop complexe en termes de calcul. Envisagez de modéliser un ventilateur dans le cadre d'une simulation distincte. Les autres paramètres sont semblables aux autres cas. Ils doivent être configurés pour correspondre le mieux au scénario.

De plus, nous avons inclus la conduction et la gravité parce que nous recherchons un transfert de chaleur par convection du fluide de travail (interne) vers le tuyau et les ailettes vers l'air entourant le radiateur.

Sous-domaines fluides

Bien que non utilisé dans ce cas particulier, de nombreuses conceptions nécessitent la simulation simultanée de plusieurs types de fluides. Pour ajouter un nouveau type de fluide à une étude d'écoulement, différent du fluide par défaut sélectionné, cliquez avec le bouton droit.Sous-domaines fluidesdans l'arbre de simulation et sélectionnezInsérer un sous-domaine fluide….

Ici, l'utilisateur doit sélectionner une face du dessin en contact avec le volume de fluide à modifier. Ensuite, il doit choisir le type de fluide qui remplira le volume sélectionné et définir les conditions d'écoulement initiales. Ces paramètres sont semblables à ceux duconditions initialesparamètres dans l'assistant utilisé pour créer l'étude.

Utilisation des ventilateurs

Simulation SOLIDWORKS Flow intègre une bibliothèque de ventilateurs réels. Ces ventilateurs permettent de simuler un dispositif idéal créant un flux volumique ou massique. Le ventilateur est appliqué aux faces du modèle représentant les ouvertures d'entrée et de sortie. Idéalement, pour l'analyse du débit interne, il est possible de choisir l'un des ventilateurs disponibles dans la bibliothèque.RemarqueLe module de refroidissement électronique offre beaucoup plus de choix de ventilateurs que SOLIDWORKS Core. Sinon, vous pouvez consulter l'article de blog.3 façons de définir un ventilateur personnalisé dans SOLIDWORKS Flow Simulation.  

Lors de la création de ventilateurs, un corps dans le modèle est nécessaire qui fonctionne comme un ventilateur et qui possède des faces pouvant représenter l'entrée et/ou la sortie.

Clic droitVentilateursdans l'arborescence du projet de simulation pour ajouter un ventilateur et appliquer les paramètres appropriés.

Pour un flux de recirculation, il est essentiel que le ventilateur soit correctement configuré.

Pour Type, l'utilisateur doit choisirventilateur interneet les faces appropriées pour l'entrée et la sortie du ventilateur. L'utilisateur peut choisir un ventilateur dans la liste disponible ou en créer un nouveau.

Une fois le ventilateur sélectionné, vérifiez-leUtiliser la température entranteet Utiliser les turbulences entrantescoches dans les fenêtres Paramètres thermodynamiques et de turbulence.

Après avoir appliqué le ventilateur, ajoutez le reste des caractéristiques d'étude nécessaires et exécutez.  

Veuillez noter que le ventilateur n'est pas nécessaire à la recirculation du flux. Par exemple, si un modèle a des forces de convection naturelles suffisantes, le flux peut recirculer de lui-même.

Résultats de la simulation de flux circulant

Le but de cet article est de montrer comment  Créer une simulation d'écoulement circulant plutôt que d'obtenir des résultats réalistes. Cependant, les tracés sont intéressants à observer et sont présentés ici.

Ici, vous pouvez voir comment la chaleur est transférée du fluide de travail au solide, puis à l'air extérieur, où la convection naturelle l'évacue.

Pour le plaisir, j'ai essayé deux autres modèles comparant les différentes géométries d'ailettes transversales (illustrées ci-dessous). Sur le modèle de gauche, le fluide circule dans un tube circulaire muni d'ailettes. Sur le modèle de droite, le fluide circule dans les ailettes elles-mêmes.

Les résultats respectifs (ci-dessous) montrent comment nous pourrions prendre différentes décisions de conception.

Conclusion

Simulation SOLIDWORKSest largement capable de réaliser une étude CFD avec un flux de recirculation. L'utilisation de ventilateurs peut faciliter le processus de configuration et réduire le temps de calcul, mais n'est pas strictement nécessaire. Grâce aux sous-domaines fluides, les utilisateurs peuvent facilement modifier le type de fluide des différents volumes.

Ces fonctionnalités montrent à quel point il est facile de créer un modèle dans SOLIDWORKS et de démarrer immédiatement une simulation CFD entièrement fonctionnelle sur le modèle avec SOLIDWORKS Flow Simulation.

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