Akışkan Dinamiği Mühendisliği (EFD), makine mühendislerinin sıvı akışını ve ısı transferi uygulamalarını güçlü, sezgisel ve erişilebilir 3B araçlarla analiz etmesini sağlayan yeni bir tür Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yazılımıdır. Akışkanlar dinamiği mühendisliği, mühendislik kriterleri ve hedefleriyle uyumludur; bu nedenle her ürün mühendisi ürün geliştirme sürecinde karşılaşılan soruları yanıtlamak için gerekli teknik fikirleri edinebilir.
SolidWorks® Flow Simulation geleneksel hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yazılımıyla aynı matematiksel temele sahiptir ancak başlıca avantajları SolidWorks Flow Simulation’ı diğerlerinden ayırır, kullanımını hızlandırır ve kolaylaştırırken sağlam ve yüksek ölçüde doğru çözüm sunmaya devam eder.
Neden 1: Varolan Geometriyi Kullanma
Çoğu geleneksel CFD programında analiz modeli oluşturmak için ayarları önemli ölçüde değiştirmeniz ve sonra varolan CAD modellerini farklı bir programa aktarmanız gerekir. Bunun nedeni geleneksel CFD programlarının kayda değer miktarda manuel müdahale gerektirmesidir. Sürükleme süreci geometrinin %80’i için işe yarayabilir ancak geri kalanın yeniden oluşturulması veya manuel olarak basitleştirilmesi gerekir. Bazı kullanıcılar modellerinin aktarılabilmesi için günlerce beklediklerini bildirdiler (tabii aktarma işlemi başarılı olursa!). Bu nedenle pek çok kullanıcı geometriyi CFD programında sıfırdan oluşturmakla başlamayı daha güvenilir buluyor (bu faaliyet de kayda değer zaman kaybı anlamına gelir).
Havacılık sanayinde popüler bir geleneksel aracı test eden bir şirket, iki haftada bitirilecek bir işlemin SolidWorks Flow Simulation teknolojisiyle iki günde sonuçlandırıldığını yakın zamanda bildirdi. İki haftanın çoğunu geometrilerini geçerli geleneksel CFD araçlarına aktarmak için harcadıklarını bildirdiler. Ancak aynı karmaşık geometri SolidWorks Flow Simulation’a iki günde aktarıldı ve analiz edildi; bu gözle görülür tasarruf demekti. Temel fark, SolidWorks Flow Simulation’ın yerel SolidWorks 3B CAD verilerini doğrudan sıvı akışı analizi için kullanmasıdır. Akış alanı geometriyi temel alarak otomatik olarak oluşturulur ve daha sonra tasarım değişimleri için otomatik olarak güncellenir. Akış koşulları doğrudan SolidWorks CAD modeli üzerinde belirlenir ve unsur ağacında diğer tasarım verileri gibi düzenlenir. Sonuç olarak orijinal SolidWorks CAD modeli SolidWorks Flow Simulation ile analiz için yerel olarak kullanılır, hazırlık zamanından tasarruf edilir ve CFD analizi için tasarım güncellemeleri dikkate alınır.
Neden 2: Karmaşık Geometriyi İşleme
Tasarımınızın gerçek dünya koşullarında nasıl davrandığını anlamak için çalışma ortamında performansını analiz etmeniz gerekir. Tüm analiz satıcıları modellerinizin özelliklerini kaldırmanızı önerir. Ancak özellikleri hangi noktaya kadar kaldıracağınızı ve analiz sonuçlarınızın saha koşullarını yansıtıp yansıtmayacağını
nereden bileceksiniz?
SolidWorks Flow Simulation son derece sağlamdır ve çok karmaşık geometrileri işleyebilir. Dar fisürler ve keskin açılar içeren CAD modellerini modelin özelliklerini kaldırmaya gerek olmadan kolayca işleyebilir. Ancak modelinizi basitleştirmeye karar verirseniz modelinizi CFD analizine hazırlamak için güçlü basitleştirme geometri unsurlarına da erişiminiz bulunur.
Neden 3: Zahmetsiz Meshleme
Standart CFD paketinde optimum meshe ulaşmak kolay değildir. Diğer yandan bu adım analiz sürecinin belki de en önemli adımlarından biridir. Sonuçta, meshleme sonuçların doğruluğunu doğrudan etkiler. Bir uçak motoru üreticisi, tasarımları için en iyi meshi bulmak amacıyla en azından üç ay harcar. Otomatik meshleyiciler uzun süredir mevcuttur ancak geleneksel CFD araçları hala boşlukların ve bindirmelerin kalitesini, gerekli eğriliği, en boy oranını ve bireysel hücrelerin hacmini sağlamak için kayda değer miktarda manuel müdahale gerektirir. Bu manuel süreç her tasarım değişiminde tekrarlanmalıdır. SolidWorks Flow Simulation size geometrik veya fiziksel gereksinimlere bağlı otomatik mesh rafine etme/kabalaştırma özellikli sıvı ve katı bölgeler için son derece sağlam otomatik meshleyici sunar. SolidWorks Flow Simulation’da ayrıca Kısmi Hücreler teknolojisini kullanarak ızgaradan bağımsız yakın duvar modelleme özelliği de bulunur. Bu teknoloji yazılımın sıvı akışı ve ısı transferi etkileri için sınır katman olaylarını doğru olarak analiz etmesini de sağlar. Sonuç, yeni parçaların ve tasarım değişikliklerinin analiz için gereken zamanı dikkate değer derecede azaltarak dakikalar içinde meshlenmesidir.
Kartezyen mesh oluşturma SolidWorks Flow Simulation’ın basitlik, hız ve sağlamlık merkezli, sınıfında en iyi CFD çözümünü önermesini sağlar.
Neden 4: Ek Geometri Oluşturma Gereksizdir
Sıvı akışı analizi veya termal analiz yürütülüyorken boş bölgede (sıvı) ne olduğunu ve bu durumun temas ettiği katılara nasıl etki ettiğini öğrenmek isteyebilirsiniz. Ancak sıvı veya gazla dolu alan normalde tasarımda ayrı bir katı olarak modellenmez.
Diğer analiz programları bu alanı temsilen katı modelcinizde ek geometri oluşturmanızı gerektirir. Bazı programlar iç akış hacimleri için katıları otomatik olarak oluşturmalarına rağmen ne yazık ki bu işlemi fark gözetmeden yapıyor. Böylece analiz etmek istemediğiniz gereksiz yalıtılmış hacimler için bile katı oluşturuyor.
SolidWorks Flow Simulation, sıvı alanını otomatik olarak oluşturur ve iç akış alanı ve dış akış ile ısı transferine dahil olan farklı malzemelerin katı alanları gibi tüm “boş” alanları tanımlayabilir. Ayrıca, gereksiz mesh oluşturmadan kaçınmak için akış koşulları olmayan boşlukları hariç tutar.
Karmaşık veya büyük geometri SolidWorks Flow Simulation’da sıvı akışı ve ısı transferi analizi için işlenir
Neden 5: Kristal Topa Gerek Yok!
SolidWorks Flow Simulation’ın duvar işlevi laminer-türbülanslı geçiş modelini desteklediğinden yazılımı kullanırken türbülanslı veya laminer akış arasında seçim yapmanız gerekmez.
Ayrıca, SolidWorks Flow Simulation sıkıştırılabilirlik hesabını otomatik olarak yapacaktır.
Değiştirilmiş k-ε türbülans modeli laminer, türbülanslı ve geçişli akışları otomatik olarak tanımlar.
Neden 6: Güçlü Olasılık Analizi
Akış ve ısı transferi sorunlarını çözmek tekrarlı bir süreçtir; ilk analiz sonuçlarını gördükten sonra çoğu kullanıcı sorunları çözmek adına modellerini tekrar tekrar değiştirir. 3B tasarım ve analiz platformunuz SolidWorks ile SolidWorks Flow Simulation’da olduğu gibi entegreyse ilk çalıştırmadan sonra basitçe modelinizin birden çok klonunu oluşturursunuz. Klonlanmış modeller, yük ve sınır koşulları gibi TÜM analiz verilerini tutar. Bu nedenle katı modelinizi değiştirdiğinizde tekrar hazırlamanıza gerek kalmadan hemen analiz edebilirsiniz. İşte bu kadar basit.
Diğer programlarda orijinal CAD modeline geri dönmeniz gerekebilir. CAD klonlama unsurunu kullanabiliyor olsanız bile sürükleme sürecinden sonra tüm yüklerinizi ve sınır koşullarınızı yine de tekrar uygulamanız gerekir. Modelinizin birkaç sürümünü analiz etmek isterseniz bu işlem can sıkıcı bir hal alır.
İmalat Mühendisleri tasarımın birçok senaryosunun değerlendirmesini sezgisel ve güçlü hale getiren parametrik etüdü kullanarak çok sayıda sıvı akışı sorunuyla başa çıkar.
Neden 7: SolidWorks Flow Simulation Ekonomiktir
SolidWorks Flow Simulation’ı diğer yazılımlardan ayıran faktörlerden biri de fiyatıdır. Geleneksel CFD kodlarını kiralamak yıllık 25.000 $ civarında maliyete yol açar. Çoğu şirket için daha büyük bir maliyet ise yazılımı kullanacak uzmanları işe almaktır. Bu analistler koddaki en son değişiklikleri takip edebilmek adına kayda değer miktarda zamanı eğitimle harcamak durumundadır.
SolidWorks Flow Simulation sıvı akışı ve ısı transfer analizi gerçekleştirme maliyetini elle tutulur derecede azaltır. Yazılım, kalıcı lisans için akla yatkın bir şekilde fiyatlandırılmıştır. SolidWorks Flow Simulation ayrıca az eğitim almış mekanik tasarım mühendisleri tarafından da kullanılabilir. Son olarak SolidWorks Flow Simulation yalnızca birkaç bin dolara mal olan kişisel bilgisayarlarda ve hatta dizüstü bilgisayarlarda bile çalışır.
SolidWorks Flow Simulation sınıfının en iyisi üreticiler için doğru seçimdir.
Neden 8: Geniş Kullanıcı Topluluğu
SolidWorks Topluluğu tüm dünyada yenilikçi, sınıfının en iyisi ürünleri geliştiren geniş bir ürün mühendisleri topluluğudur. Yüksek teknoloji, yaşam bilimi ve endüstriyel ekipman alanında çalışan binlerce SolidWorks şirketi CFD içgörüsüyle ürünlerini geliştirmek için SolidWorks Flow Simulation’dan yararlanır. Dahası, SolidWorks Flow Simulation eğitim amaçlı SolidWorks teklifine dahildir; böylece öğrenciler, yani geleceğin mühendisleri, bu benzersiz mühendislik yaklaşımıyla görsel analiz ve CFD’yi öğrenebilirler.
Karar Kontrol Listeniz
Etkili ve eşzamanlı CFD analizi için şu sekiz temel noktayı göz önünde bulundurun:
1. Varolan 3B geometrimi kullanabilir miyim? Öyleyse, transfer süreci ne kadar güçlü?
2. Tasarım değişiklikleri nasıl hesaba katılıyor?
3. Modellerimi basitleştirmem gerekiyor mu? Bunu nasıl gerçekleştiririm?
4. Sıvı alanı nasıl oluşturuluyor?
5. Bana sunulan otomatik meshleme seviyesi nedir?
6. Bir görevi laminer veya türbülanslı olarak atamam gerekiyor mu?
7. Tasarım senaryolarını olasılık veya parametrik analizle nasıl test edebilirim?
8. CFD yazılımı uzman olmayanlar için yeterince sezgisel mi? Müşterilerimin referanslarını nasıl okuyabilirim?
Kaynak: SOLIDWORKS Teknik Bülten
