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SolidWorks Flow Simulation模拟管道摩擦阻力

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SolidWorks Flow Simulation模拟管道摩擦阻力
1 首先打开SOLIDWORKS Flow Simulation 2018插件
2 建立几何模型，这个几何模型比较简单，就是一个圆柱形管道，大小任意设置，主要是为了体验一下SolidWorks flow simulation的功能。

另外管道两端开口处加了两个盖，是为了便于定义管道的入口，出口边界条件。

3 进入流体模拟向导
4 给项目命名
5 单位系统选择默认SI单位制
6 因为是内流场分析，这里选择内部，物理特征不涉及，不管
7 流体这里选择液体水，双击，流动类型为仅湍流。

8 这里保持默认，光滑壁面。

9 这里修改湍流强度和湍流长度。

10 完成之后会自动生成计算域，点击计算域右键选择隐藏
11 点击边界条件，右键插入边界条件，选择左边盖子的内表面，选择入口速度为10m/s，勾选充分发展流动，表明为完全发展的湍流。

12 再次点击边界条件，右键插入边界条件，选择右边盖子的内表面，选择静压1atm，即101325pa
Ps：假如内表面因为遮挡不好选定，可将管子和计算域隐藏再选择。

13 然后点击目标，右键选择插入表面目标，同样假如有遮挡，可以先把盖子隐藏再选定
14 选择网格，右键选择全局网格，保持默认网格划分就行，这里几何不复杂。

最后右键点击管道摩擦项目名称，点击运行，运行，一会就可以看到结果
15 切面结果（选择结果-切面图-右键插入）
16 查看目标值（选择结果-目标图-右键插入-显示）。

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如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象

如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蚀现象Cavitation in SolidWorks Flow Simulation –如何使用SolidWorks Flow Simulation分析孔蝕現象■實威國際/CAE產品事業部何謂孔蝕現象(Cavitation)孔蝕現象(Cavitation)也稱之為氣穴現象、空穴。

當液體進入管路或閥門時如果壓力低於流體之蒸發壓壓力(Vapor Saturation Pressure)，就會在管路或閥門的流道內產生氣泡。

這氣泡不是因為加熱而產生的，而是因為流動造成局部區域流速較快引起局部區域靜壓驟降，氣泡的產生會造成噪音或振動，而且通常是發生在實體表面上，因此會損壞管路或閥門的壁面，進而降低設備的使用壽命。

孔蝕現象也常常發生在其他常見的裝置如泵浦、葉輪……等流體機械。

若能透過分析軟體在產品設計階段模擬出此現象，則對於產品品質有非常大的保障。

(圖一) 發生孔蝕現象的渦輪葉片(圖片來源:參考資料2)(圖二) 葉輪模型範例，吸入端至吐出端的壓力曲線，上方曲線是正常的，下方曲線低於蒸發壓力會發生孔蝕現象。

孔蝕現象在SolidWorks Flow Simulation1.SolidWorks Flow Simulation 2006以前版本。

SolidWorks Flow Simulation無法直接模擬出孔蝕現象。

不過，可以藉由分析結果中負壓的區域指出有孔蝕現象的區域。

2.SolidWorks Flow Simulation 2007之後版本。

SolidWorks Flow Simulation有一項新增功能，可以應用來評估是否發生孔蝕現象。

(圖三) 在SolidWorks Flow Simulation 2007版本之後，在流體流動特性(Flow Characteristic)中，就可以指定要不要啟動Cavitation選項。

使用建議• 若是分析水的流動，在分析的區域中有可能局部區域的靜態將低於液體在環境溫度下的蒸發壓力值或者是液體流過劇烈加熱區域使溫度上升至沸點而引起孔蝕現象，建議在Wizard 或General Settings的Fluid設定頁面中啟用Cavitation選項。

solidworks_flow_simulation中文教程

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目录第一阶段：球阀设计打开模型……………………………………………………………………………1-1创建b 项目…………………………………………………………………1-2边界条件……………………………………………………………………………1-5定义工程目标…………………………………………………………………………1-7求解……………………………………………………………………………………1- 8监测求解过程…………………………………………………………………………1-8调整模型透明度………………………………………………………………………1-10切面云图……………………………………………………………………………1-10表面云图………………………………………………………………………………1-11等值图………………………………………………………………………………1-12流动迹线图…………………………………………………………………………1-13 XY 图………………………………………………………………………………1-15表面参数………………………………………………………………………………1-16分析球形部分中一个设计变化……………………………………………………… 1-16复制项目……………………………………………………………………………1-19分析b 应用中的一个设计变化……………………………………………1-19第一阶段：耦合热交换打开模型………………………………………………………………………………2-1 准备模型……………………………………………………………………………2-2 创建b 项目………………………………………………………………… 2-3 定义风扇………………………………………………………………………………2-6 定义边界条件…………………………………………………………………………2-8 定义热源………………………………………………………………………………2-9 创建新材料…………………………………………………………………………2-10 定义固体材料…………………………………………………………………………2-10 定义工程目标…………………………………………………………………………2-11 定义体积目标…………………………………………………………………… 2-11 定义表面目标…………………………………………………………………… 2-13定义全局目标…………………………………………………………………… 2-14改变几何求解精度…………………………………………………………………2-15 求解…………………………………………………………………………………2-16 观察目标………………………………………………………………………………2-16 流动迹线图…………………………………………………………………………2-17 切面云图……………………………………………………………………………2-19 表面云图……………………………………………………………………………2-22第一阶段：多孔介质打开模型………………………………………………………………………………3-2 创建b 项目…………………………………………………………………3-2 定义边界条件…………………………………………………………………………3-4 创建一个等向性的多孔介质………………………………………………………3-5 定义多孔介质－等向性………………………………………………………3-7 定义表面目标………………………………………………………………………… 3-7 定义方程目标………………………………………………………………………3-8 求解……………………………………………………………………………………3-9 观察目标……………………………………………………………………………… 3-10 流动迹线图…………………………………………………………………………… 3-10 复制项目……………………………………………………………………………… 3-11 创建一个单向性的多孔介质………………………………………………………… 3-12 定义多孔介质－单向性……………………………………………………………… 3-12 比较等向性和单向性多孔介质……………………………………………………… 3-13确定水力损失模型描述……………………………………………………………………………4-2 创建项目……………………………………………………………………………… 4-3 定义边界条件………………………………………………………………………… 4-7 定义表面目标………………………………………………………………………… 4-8 运行计算……………………………………………………………………………… 4-9 监测计算……………………………………………………………………………… 4-10 复制项目……………………………………………………………………………… 4-10 创建切面云图………………………………………………………………………… 4-11创建全局目标………………………………………………………………………… 4-15 计算器使用…………………………………………………………………………… 4-16 改变几何参数………………………………………………………………………… 4-18圆柱体阻力系数创建项目…………………………………………………………………………… 5-2 定义2D 流动平面………………………………………………………………… 5-6 定义全局目标……………………………………………………………………… 5-7 定义方程目标……………………………………………………………………… 5-7 复制项目并且创建一个新例子…………………………………………………… 5-8 改变项目设置………………………………………………………………………5-9 改变方程目标………………………………………………………………………5-10 创建模板…………………………………………………………………………… 5-10 以模板方式创建一个项目………………………………………………………… 5-11 求解一系列项目…………………………………………………………………… 5-12 获取结果…………………………………………………………………………… 5-12 热交换系数打开模型…………………………………………………………………………… 6-2 创建项目…………………………………………………………………………… 6-3 对称边界条件……………………………………………………………………… 6-5 定义流体子区域…………………………………………………………………… 6-6 定义边界条件……………………………………………………………………… 6-7 定义固体材料……………………………………………………………………… 6-10 定义体积目标……………………………………………………………………… 6-11 运行求解…………………………………………………………………………… 6-11 观察目标…………………………………………………………………………… 6-12显示流动迹线图…………………………………………………………………… 6-14 计算表面参数……………………………………………………………………… 6-16 计算热交换系数…………………………………………………………………… 6-18 定义参数显示范围…………………………………………………………………6-18网格优化问题描述…………………………………………………………………………… 7-2 模型定义…………………………………………………………………………… 7-3 定义项目……………………………………………………………………………7-3 边界条件……………………………………………………………………………7-3 手动设置最小网格间隙尺寸……………………………………………………… 7-7 关闭自动网格定义…………………………………………………………………7-9 生成网格如下所示，约75000网格单元使用Local Intial Mesh 选项…………………………………………………7-10 定义控制平面………………………………………………………………………7-12 再创建一个局部初始网格…………………………………………………………7-14EFD Zooming的应用问题描述……………………………………………………………………………8-1 两种使用b 进行求解问题的方式…………………………………………8-3 EFD Zooming 方法步骤……………………………………………………………8-3 EFD Zooming 第一阶段………………………………………………………8-4 EFD Zooming 项目第一阶段…………………………………………………8-4 EFD Zooming 第二阶段………………………………………………………8-8 EFD Zooming 项目第二阶段…………………………………………………8-8 改变散热器……………………………………………………………………8-14 复制项目到存在的模型定义…………………………………………………8-14局部初始化网格方法………………………………………………………………8-15 使用局部初始化网格方法的b 项目(Sink No1) …………………… 8-15 使用局部初始化网格方法的b 项目(Sink No2) …………………… 8-18 结果………………………………………………………………………………… 8-18纺织机械问题描述…………………………………………………………………………… 9-1 模型定义…………………………………………………………………………… 9-2 定义项目…………………………………………………………………………… 9-3 边界条件…………………………………………………………………………… 9-3 定义旋转壁面……………………………………………………………………… 9-4 初始条件－旋转…………………………………………………………………… 9-5 定义目标…………………………………………………………………………… 9-6 结果－光滑表面…………………………………………………………………… 9-7 显示粒子流和流动迹线……………………………………………………………9-8 模拟粗糙旋转壁面………………………………………………………………… 9-10 改变壁面粗糙度…………………………………………………………………… 9-10 结果－粗糙壁面…………………………………………………………………… 9-11圆形通道中的非牛顿流体流动问题描述………………………………………………………………………………10-1 模型定义………………………………………………………………………………10-2 定义非牛顿流体……………………………………………………………………… 10-2 定义项目………………………………………………………………………………10-2 边界条件………………………………………………………………………………10-3 定义目标…………………………………………………………………………10-3 与流体水进行比较…………………………………………………………………… 10-4 改变项目设置……………………………………………………………………10-4具有反射镜和屏幕的加热球问题描述…………………………………………………………………………… 11-1 模型结构…………………………………………………………………………… 11-2 案例 1 ………………………………………………………………………………11-3 定义项目……………………………………………………………………… 11-3 定义计算域……………………………………………………………………11-3 调整自动网格设置……………………………………………………………11-4 定义辐射表面…………………………………………………………………11-4 定义物体对于热辐射的可穿透性…………………………………………… 11-5 热源和目标定义………………………………………………………………11-5 案例 2 ……………………………………………………………………………… 11-6 改变辐射表面状况……………………………………………………………11-6 定义全局目标…………………………………………………………………11-6 定义固体的初始条件…………………………………………………………11-6结果………………………………………………………………………………… 11-7旋转叶轮问题描述………………………………………………………………………………12-1 模型定义………………………………………………………………………………12-2 定义项目………………………………………………………………………………12-2 边界条件………………………………………………………………………………12-3 定义静止壁面……………………………………………………………………12-4 叶轮效率………………………………………………………………………………12-4 定义项目目标…………………………………………………………………………12-5 结果……………………………………………………………………………………12-7CPU 冷却器问题描述………………………………………………………………………………13-1 模型定义………………………………………………………………………………13-2 定义项目………………………………………………………………………………13-2 定义计算域……………………………………………………………………………13-2 旋转区域………………………………………………………………………………13-3 定义静止壁面…………………………………………………………………………13-5 固体材料………………………………………………………………………………13-6 热源……………………………………………………………………………………13-6 初始网格设置…………………………………………………………………………13-7结果……………………………………………………………………………………13-11特性列表下面罗列了出现在教程中的b 相应的物理和界面特性。

Solidworks flow simulation中文教程

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目录第一阶段：球阀设计打开模型……………………………………………………………………………1-1创建b 项目…………………………………………………………………1-2边界条件……………………………………………………………………………1-5定义工程目标…………………………………………………………………………1-7求解……………………………………………………………………………………1- 8监测求解过程…………………………………………………………………………1-8调整模型透明度………………………………………………………………………1-10切面云图……………………………………………………………………………1-10表面云图………………………………………………………………………………1-11等值图………………………………………………………………………………1-12流动迹线图…………………………………………………………………………1-13 XY 图………………………………………………………………………………1-15表面参数………………………………………………………………………………1-16分析球形部分中一个设计变化……………………………………………………… 1-16复制项目……………………………………………………………………………1-19分析b 应用中的一个设计变化……………………………………………1-19第一阶段：耦合热交换打开模型………………………………………………………………………………2-1 准备模型……………………………………………………………………………2-2 创建b 项目………………………………………………………………… 2-3 定义风扇………………………………………………………………………………2-6 定义边界条件…………………………………………………………………………2-8 定义热源………………………………………………………………………………2-9 创建新材料…………………………………………………………………………2-10 定义固体材料…………………………………………………………………………2-10 定义工程目标…………………………………………………………………………2-11 定义体积目标…………………………………………………………………… 2-11 定义表面目标…………………………………………………………………… 2-13定义全局目标…………………………………………………………………… 2-14改变几何求解精度…………………………………………………………………2-15 求解…………………………………………………………………………………2-16 观察目标………………………………………………………………………………2-16 流动迹线图…………………………………………………………………………2-17 切面云图……………………………………………………………………………2-19 表面云图……………………………………………………………………………2-22第一阶段：多孔介质打开模型………………………………………………………………………………3-2 创建b 项目…………………………………………………………………3-2 定义边界条件…………………………………………………………………………3-4 创建一个等向性的多孔介质………………………………………………………3-5 定义多孔介质－等向性………………………………………………………3-7 定义表面目标………………………………………………………………………… 3-7 定义方程目标………………………………………………………………………3-8 求解……………………………………………………………………………………3-9 观察目标……………………………………………………………………………… 3-10 流动迹线图…………………………………………………………………………… 3-10 复制项目……………………………………………………………………………… 3-11 创建一个单向性的多孔介质………………………………………………………… 3-12 定义多孔介质－单向性……………………………………………………………… 3-12 比较等向性和单向性多孔介质……………………………………………………… 3-13确定水力损失模型描述……………………………………………………………………………4-2 创建项目……………………………………………………………………………… 4-3 定义边界条件………………………………………………………………………… 4-7 定义表面目标………………………………………………………………………… 4-8 运行计算……………………………………………………………………………… 4-9 监测计算……………………………………………………………………………… 4-10 复制项目……………………………………………………………………………… 4-10 创建切面云图………………………………………………………………………… 4-11创建全局目标………………………………………………………………………… 4-15 计算器使用…………………………………………………………………………… 4-16 改变几何参数………………………………………………………………………… 4-18圆柱体阻力系数创建项目…………………………………………………………………………… 5-2 定义2D 流动平面………………………………………………………………… 5-6 定义全局目标……………………………………………………………………… 5-7 定义方程目标……………………………………………………………………… 5-7 复制项目并且创建一个新例子…………………………………………………… 5-8 改变项目设置………………………………………………………………………5-9 改变方程目标………………………………………………………………………5-10 创建模板…………………………………………………………………………… 5-10 以模板方式创建一个项目………………………………………………………… 5-11 求解一系列项目…………………………………………………………………… 5-12 获取结果…………………………………………………………………………… 5-12 热交换系数打开模型…………………………………………………………………………… 6-2 创建项目…………………………………………………………………………… 6-3 对称边界条件……………………………………………………………………… 6-5 定义流体子区域…………………………………………………………………… 6-6 定义边界条件……………………………………………………………………… 6-7 定义固体材料……………………………………………………………………… 6-10 定义体积目标……………………………………………………………………… 6-11 运行求解…………………………………………………………………………… 6-11 观察目标…………………………………………………………………………… 6-12显示流动迹线图…………………………………………………………………… 6-14 计算表面参数……………………………………………………………………… 6-16 计算热交换系数…………………………………………………………………… 6-18 定义参数显示范围…………………………………………………………………6-18网格优化问题描述…………………………………………………………………………… 7-2 模型定义…………………………………………………………………………… 7-3 定义项目……………………………………………………………………………7-3 边界条件……………………………………………………………………………7-3 手动设置最小网格间隙尺寸……………………………………………………… 7-7 关闭自动网格定义…………………………………………………………………7-9 生成网格如下所示，约75000网格单元使用Local Intial Mesh 选项…………………………………………………7-10 定义控制平面………………………………………………………………………7-12 再创建一个局部初始网格…………………………………………………………7-14EFD Zooming的应用问题描述……………………………………………………………………………8-1 两种使用b 进行求解问题的方式…………………………………………8-3 EFD Zooming 方法步骤……………………………………………………………8-3 EFD Zooming 第一阶段………………………………………………………8-4 EFD Zooming 项目第一阶段…………………………………………………8-4 EFD Zooming 第二阶段………………………………………………………8-8 EFD Zooming 项目第二阶段…………………………………………………8-8 改变散热器……………………………………………………………………8-14 复制项目到存在的模型定义…………………………………………………8-14局部初始化网格方法………………………………………………………………8-15 使用局部初始化网格方法的b 项目(Sink No1) …………………… 8-15 使用局部初始化网格方法的b 项目(Sink No2) …………………… 8-18 结果………………………………………………………………………………… 8-18纺织机械问题描述…………………………………………………………………………… 9-1 模型定义…………………………………………………………………………… 9-2 定义项目…………………………………………………………………………… 9-3 边界条件…………………………………………………………………………… 9-3 定义旋转壁面……………………………………………………………………… 9-4 初始条件－旋转…………………………………………………………………… 9-5 定义目标…………………………………………………………………………… 9-6 结果－光滑表面…………………………………………………………………… 9-7 显示粒子流和流动迹线……………………………………………………………9-8 模拟粗糙旋转壁面………………………………………………………………… 9-10 改变壁面粗糙度…………………………………………………………………… 9-10 结果－粗糙壁面…………………………………………………………………… 9-11圆形通道中的非牛顿流体流动问题描述………………………………………………………………………………10-1 模型定义………………………………………………………………………………10-2 定义非牛顿流体……………………………………………………………………… 10-2 定义项目………………………………………………………………………………10-2 边界条件………………………………………………………………………………10-3 定义目标…………………………………………………………………………10-3 与流体水进行比较…………………………………………………………………… 10-4 改变项目设置……………………………………………………………………10-4具有反射镜和屏幕的加热球问题描述…………………………………………………………………………… 11-1 模型结构…………………………………………………………………………… 11-2 案例 1 ………………………………………………………………………………11-3 定义项目……………………………………………………………………… 11-3 定义计算域……………………………………………………………………11-3 调整自动网格设置……………………………………………………………11-4 定义辐射表面…………………………………………………………………11-4 定义物体对于热辐射的可穿透性…………………………………………… 11-5 热源和目标定义………………………………………………………………11-5 案例 2 ……………………………………………………………………………… 11-6 改变辐射表面状况……………………………………………………………11-6 定义全局目标…………………………………………………………………11-6 定义固体的初始条件…………………………………………………………11-6结果………………………………………………………………………………… 11-7旋转叶轮问题描述………………………………………………………………………………12-1 模型定义………………………………………………………………………………12-2 定义项目………………………………………………………………………………12-2 边界条件………………………………………………………………………………12-3 定义静止壁面……………………………………………………………………12-4 叶轮效率………………………………………………………………………………12-4 定义项目目标…………………………………………………………………………12-5 结果……………………………………………………………………………………12-7CPU 冷却器问题描述………………………………………………………………………………13-1 模型定义………………………………………………………………………………13-2 定义项目………………………………………………………………………………13-2 定义计算域……………………………………………………………………………13-2 旋转区域………………………………………………………………………………13-3 定义静止壁面…………………………………………………………………………13-5 固体材料………………………………………………………………………………13-6 热源……………………………………………………………………………………13-6 初始网格设置…………………………………………………………………………13-7结果……………………………………………………………………………………13-11特性列表下面罗列了出现在教程中的b 相应的物理和界面特性。

SOLIDWORKS Flow Simulation 用户手册说明书

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SOLIDWORKS SOLIDWORKS Flow SimulationDassault Systèmes SolidWorks Corporation175 Wyman StreetWaltham, MA 02451 U.S.A.© 1995-2021, Dassault Systemes SolidWorks Corporation, a Dassault Systèmes SE company, 175 Wyman Street, Waltham, Mass. 02451 USA. All Rights Reserved.The information and the software discussed in this document are subject to change without notice and are not commitments by Dassault Systemes SolidWorks Corporation (DS SolidWorks).No material may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronically or manually, for any purpose without the express written permission of DS SolidWorks.The software discussed in this document is furnished under a license and may be used or copied only in accordance with the terms of the license. All warranties given by DS SolidWorks as to the software and documentation are set forth in the license agreement, and nothing stated in, or implied by, this document or its contents shall be considered or deemed a modification or amendment of any terms, including warranties, in the license agreement.For a full list of the patents, trademarks, and third-party software contained in this release, please go to the Legal Notices in the SOLIDWORKS documentation.Restricted RightsThis clause applies to all acquisitions of Dassault Systèmes Offerings by or for the United States federal government, or by any prime contractor or subcontractor (at any tier) under any contract, grant, cooperative agreement or other activity with the federal government. The software, documentation and any other technical data provided hereunder is commercial in nature and developed solely at private expense. The Software is delivered as "Commercial Computer Software" as defined in DFARS 252.227-7014 (June 1995) or as a "Commercial Item" as defined in FAR 2.101(a) and as such is provided with only such rights as are provided in Dassault Systèmes standard commercial end user license agreement. Technical data is provided with limited rights only as provided in DFAR 252.227-7015 (Nov. 1995) or FAR 52.227-14 (June 1987), whichever is applicable. The terms and conditions of the Dassault Systèmes standard commercial end user license agreement shall pertain to the United States government's use and disclosure of this software, and shall supersede any conflicting contractual terms and conditions. If the DS standard commercial license fails to meet the United States government's needs or is inconsistent in any respect with United States Federal law, the United States government agrees to return this software, unused, to DS. The following additional statement applies only to acquisitions governed by DFARS Subpart 227.4 (October 1988): "Restricted Rights - use, duplication and disclosure by the Government is subject to restrictions as set forth in subparagraph (c)(l)(ii) of the Rights in Technical Data and Computer Software clause at DFARS 252-227-7013 (Oct. 1988)."In the event that you receive a request from any agency of the U.S. Government to provide Software with rights beyond those set forth above, you will notify DS SolidWorks of the scope of the request and DS SolidWorks will have five (5) business days to, in its sole discretion, accept or reject such request. Contractor/ Manufacturer: Dassault Systemes SolidWorks Corporation, 175 Wyman Street, Waltham, Massachusetts 02451 USA.Document Number: PMT2243-ENGContents IntroductionAbout This Course . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Course Design Philosophy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Using this Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Lessons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2About the Training Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Windows. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3User Interface Appearance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Conventions Used in this Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Use of Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4More SOLIDWORKS Training Resources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Local User Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Lesson 1:Creating a SOLIDWORKS Flow Simulation ProjectObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Case Study: Manifold Assembly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Model Preparation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Internal Flow Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7External Flow Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Manifold Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Lids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Lid Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Manual Lid Creation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9iContents SOLIDWORKS SimulationiiAdding a Lid to a Part File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Adding a Lid to an Assembly File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Checking the Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Internal Fluid Volume. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Invalid Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Project Wizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Dependency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Exclude Cavities Without Flow Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Adiabatic Wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Roughness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Computational Domain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Load Results Option. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Monitoring the Solver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Goal Plot Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Warning Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Post-processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Scaling the Limits of the Legend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Changing Legend Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Orientation of the Legend, Logarithmic Scale . . . . . . . . . . . . . . . 38 Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Exercise 1: Air Conditioning Ducting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Lesson 2:MeshingObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Case Study: Chemistry Hood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Project Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Computational Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Basic Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Initial Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Geometry Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Minimum Gap Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Minimum Wall Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Result Resolution/Level of Initial Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Manual Global Mesh Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Control Planes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Exercise 2: Square Ducting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Exercise 3: Thin Walled Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Exercise 4: Heat Sink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Exercise 5: Meshing Valve Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102SOLIDWORKS Simulation Contents Lesson 3:Thermal AnalysisObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Case Study: Electronics Enclosure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Project Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Fans. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Fan Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Derating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Perforated Plates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Free Area Ratio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Exercise 6: Materials with Orthotropic Thermal Conductivity . . . . 120Exercise 7: Electric Wire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Lesson 4:External Transient AnalysisObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Case Study: Flow Around a Cylinder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Reynolds Number. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135External Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Transient Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Turbulence Intensity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Solution Adaptive Mesh Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Two Dimensional Flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Computational Domain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Calculation Control Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Finishing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Solving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Saving. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Drag Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Unsteady Vortex Shedding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Time Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Exercise 8: Electronics Cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150iiiContents SOLIDWORKS Simulation Lesson 5:Conjugate Heat TransferObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Case Study: Heated Cold Plate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Project Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Conjugate Heat Transfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Real Gases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Goals Plot in the Solver Window. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Exercise 9: Heat Exchanger with Multiple Fluids . . . . . . . . . . . . . . 169 Lesson 6:EFD ZoomingObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Case Study: Electronics Enclosure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Project Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174EFD Zooming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174EFD Zooming - Computational Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Lesson 7:Porous MediaObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185Case Study: Catalytic Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Associated Goal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Porous Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Porosity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Permeability Type. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Resistance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Matrix and Fluid Heat Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Specific area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Dummy Bodies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192Design Modification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Exercise 10: Channel Flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Lesson 8:Rotating Reference FramesObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209Rotating Reference Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Part 1: Averaging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Case Study: Table Fan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 ivSOLIDWORKS Simulation ContentsNoise Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Broadband Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Part 2: Sliding Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Case Study: Blower Fan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Tangential Faces of Rotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Time Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223Part 3: Axial Periodicity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228Exercise 11: Ceiling Fan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229Computational Domain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Lesson 9:Parametric StudyObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Case Study: Piston Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Stages in the Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Parametric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Steady State Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Parametric Study. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Part 1: Goal Optimization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236Input Variable Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237Target Value Dependence Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Output Variable Initial Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239Running Optimization Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239Part 2: Design Scenario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Part 3: Multi parameter Optimization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Exercise 12: Variable Geometry Dependent Solution . . . . . . . . . . . 251Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Lesson 10:Free SurfaceObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253Case Study: Water Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Free Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Volume of Fluid (VOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261Exercise 13: Water Jet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262Theoretical Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Exercise 14: Dam-Break Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Experimental Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276vContents SOLIDWORKS Simulation Lesson 11:CavitationObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277Case Study: Cone Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Lesson 12:Relative HumidityObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Relative Humidity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Case Study: Cook House . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 Lesson 13:Particle TrajectoryObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Case Study: Hurricane Generator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292Particle Trajectories - Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292Particle Study - Physical Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297Particle Study - Wall Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299Exercise 15: Uniform Flow Stream. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Lesson 14:Supersonic FlowObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305Supersonic Flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306Case Study: Conical Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306Drag Coefficient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307Shock Waves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Lesson 15:FEA Load TransferObjectives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313Case Study: Billboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314Problem Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 vi。