启动项目

启动项目

在上一章中，我们讨论了激活 SolidWorks Flow Simulation 插件的步骤。此外，我们还学习了检查几何体以进行泄漏跟踪的步骤。在本章中，我们将讨论为流动仿真创建项目的步骤。

创建项目

在 Flow Simulation 中创建的项目用于执行流体仿真的设置。可以在项目设置中指定各种参数，例如分析域（内部或外部）、边界条件等。接下来将讨论创建项目的步骤。

• 单击 Flow Simulation CommandManager 中的 向导（Wizard） 工具；参见图 1。将显示 向导 - 项目名称（Wizard - Project Name） 对话框；参见图 2。

• 单击对话框 项目（Project） 部分的 项目名称（Project Name） 编辑框，然后输入项目名称。
• 单击 项目（Project） 部分的 注释（Comments） 编辑框，然后为将要创建的项目输入所需的注释。
• 从 配置（Configuration） 中选择 配置（Configuration） 下拉列表的 使用当前（Use Current） 选项，以添加项目部分，从而使用 SolidWorks 零件/装配体的当前活动配置创建新的流动仿真项目。
• 如果要从对话框的 配置名称（Configuration Name） 下拉列表中选择所需配置，请从 配置（Configuration） 中选择 配置（Configuration） 下拉列表的 选择（Select） 选项以添加项目部分。
• 从 配置名称（Configuration name） 下拉列表中选择所需配置。
• 从 配置（Configuration） 中选择 配置（Configuration） 下拉列表的 创建新（Create New） 选项，以添加项目区域，从而基于现有配置为流动仿真项目定义新配置。单击 配置名称（Configuration name） 编辑框并输入所需名称。

请注意，在 SolidWorks 零件/装配体配置中，您可以添加或移除特征，同时保持其他配置不变。

单位系统

• 指定参数后，单击 向导 - 项目名称（Wizard - Project Name） 对话框中的 下一步（Next） 按钮。将显示 向导 - 单位系统（Wizard - Unit System） 对话框；参见图 3。

• 从 向导 - 单位系统（Wizard - Unit System） 对话框的 单位系统（Unit system） 部分选择所需单位。
• 如果要创建新的单位系统，请选中 创建新（Create New） 复选框。将显示 名称（Name） 编辑框。根据需要为新创建的单位系统输入参数。
• 如果要更改任何参数的精度或单位，请单击对话框 参数（Parameters） 部分中该参数的相应字段。
• 指定参数后，单击 向导 - 单位系统（Wizard - Unit System） 中的 下一步（Next） 按钮。如果要编辑任何先前参数，可以单击 上一步（Back） 按钮来编辑已提交的参数。
• 单击 下一步（Next） 按钮后，将显示 向导 - 分析类型（Wizard - Analysis Type） 对话框；参见图 4。

• 单击 分析类型（Analysis Type） 部分的 内部（Internal） 单选按钮，以指定用于流体仿真的组件内部分析。在这种情况下，流体将流经实体，例如水流经管道系统。
• 单击 分析类型（Analysis Type） 部分的 外部（External） 单选按钮，以指定用于流体仿真的组件外部分析。在这种情况下，流体将围绕实体流动，例如空气围绕飞机机翼流动。
• 从对话框的 考虑封闭腔（Consider closed cavities） 区域中选择所需复选框，以选择用于减少流动分析中计算资源需求的附加选项。选中 排除无流动条件的腔（Exclude cavities without flow conditions） 复选框，以从分析中移除流体不流经的腔。选中 排除内部空间（Exclude internal space） 复选框，以移除外部流动分析的内部流体体积。
• 从 物理特征（Physical Features） 部分单击所需的物理特征复选框，以将该属性包含在流动分析中。

物理特征

热传导

如果要在分析中包含热传导属性，请选中 传导（Conduction） 复选框。请注意，当任何黏性流体流经导热固体时，固体的温度会升高。如果您已选中 热传导（Heat conduction） 复选框，则生成的温度图将包括实体。如果系统中没有流体，则仅对固体执行传热分析。

辐射

如果要在研究中包含辐射传热，请选中 辐射（Radiation） 复选框。所选复选框下方将激活三个选项；参见图 5。从 辐射模型（Radiation model） 下拉列表中选择所需的辐射传热方法。如果要将以特定角度范围离开表面的辐射视为单条射线，请从下拉列表中选择 离散传递（Discrete Transfer） 选项。使用此方法进行传热时，将为每条射线计算交换因子，该因子定义两个辐射表面之间传递的热量。

对于具有高温梯度或紧凑辐射源（即具有高功率热源，如白炽灯、炉子或其他温度高于 1000K 的热源）以及阴影、聚焦等几何光学效应的情况，建议使用此方法。但它不允许模拟吸收和/或光谱依赖性。

如果要考虑某一范围内的有限数量的角度来求解传热方程，请选择 离散坐标（Discrete Ordinates） 选项。此方法允许求解吸收性（半透明）介质中的辐射，并模拟光谱依赖性。求解精度取决于所使用的离散方向数量。

从下拉列表中选择此选项后，将显示 固体中的吸收（Absorption in solids） 和 光谱特性（Spectral characteristics） 复选框。如果分析中的实体不透明，并且您希望固体在分析中吸收热量，请选中 固体中的吸收（Absorption in solids） 复选框。如果要在分析中考虑辐射光谱，请选中 光谱特性（Spectral characteristics） 复选框。

选中 光谱特性（Spectral characteristics） 复选框后，将显示用于定义光谱特性的选项；参见图 6。从 波段数（Number of bands） 下拉列表中指定用于源热能光谱分布的所需波段数。根据所选的波段数，将显示 波段边缘（Band edge） 编辑框以定义边界边缘值。如果有两个波段，则将显示一个编辑框以指定划分两个波段的波长值。如果有 5 个波段，则将显示 4 个编辑框以指定划分边缘的波长值。在 环境辐射（Environment radiation） 下拉列表中，选择所需类型的环境辐射源。您可以从下拉列表中选择 黑体光谱（Blackbody Spectrum）、日光光谱（Daylight Spectrum） 和 地球外太阳光谱（Extraterrestrial Solar Spectrum） 选项。请注意，这些源已在工程数据库中默认定义，您可以在数据库中检查其属性。如果需要，您可以在 用户定义（User-Defined） 类别下定义更多源。这些用户定义的源也将显示在此处的下拉列表中。

对于大多数具有低温变化或没有紧凑辐射源的情况（例如电子冷却、温室效应和座舱舒适性分析），建议使用此模型。同时，在大多数低温情况下，没有必要考虑光谱依赖性（即 波段数（Number of bands） 可以设置为 0）。此外，可以将 离散化级别（Discretization level） 设置为 2 或 3 以获得可接受的精度。如果阴影的几何光学效应显著，建议增加 离散化级别（Discretization level） 以提高几何光学建模的精度。如果这还不够，建议使用 离散传递（Discrete Transfer） 模型。

太阳辐射：如果要在分析期间包含太阳对我们组件的辐射效应，请选中 太阳辐射（Solar radiation） 复选框。如果设计的流体系统将直接在阳光下工作，通常会选择此选项。选中此复选框后，与太阳辐射相关的选项将显示在对话框中；参见图 7。

在 定义方式（Defined by） 下拉列表中选择所需选项，以指定如何定义太阳辐射。如果要指定模型在地球上的位置，请选择 位置和时间（Location and Time） 选项。如果要指定太阳辐射的方向和强度，请选择 方向和强度（Direction and Intensity） 选项。如果要以方位角和高度坐标的形式指定太阳辐射方向，请选择 方位角和高度（Azimuth and Altitude） 选项。从下拉列表中选择所需选项后，在下拉列表下方的字段中指定相关参数。请注意，模型上将显示辐射箭头以指示辐射方向。

时间相关

如果要对分析设置时间限制，请选中 时间相关（Time-dependent） 复选框。选中此复选框后，将显示 总分析时间（Total analysis time） 和 输出时间步长（Output time step） 编辑框。在 总分析时间（Total analysis time） 编辑框中指定将执行分析的总时间的所需值。在 输出时间步长（Output time step） 编辑框中指定将显示输出的时间步长的所需值。

对于瞬态或者说时间相关问题，Flow Simulation 会从问题的初始条件开始，将解“时间推进”到指定的物理时间持续时间。初始条件必须精确，但具有稳态周期解的非稳态问题（例如周期边界条件的情况）除外，此类问题可以从任意初始条件获得解。但在这种情况下，需要额外的时间来消除指定初始条件的影响。

重力

如果要在分析中包含重力效应，请选中 重力（Gravity） 复选框。选中此复选框后，将显示三个编辑框，分别定义 X、Y 和 Z 方向上的重力加速度。在所需编辑框中指定重力值。请注意，模型上将显示一个箭头以指示重力方向。

旋转

如果要为分析设置旋转坐标系，请选中 旋转（Rotation） 复选框。选中此复选框后，将显示 类型（Type） 下拉列表。

如果由于旋转部件而存在多股流体稳定流动，请从下拉列表中选择 局部区域（平均）（Local region(s)(Averaging)） 选项。在这种情况下，流体流将被划分为不同区域，并计算每个区域的流动参数。最后，将取所有区域的平均值来呈现结果。

如果存在非稳态流体流动，或者您正在执行时间相关研究，请从下拉列表中选择 局部区域（滑移）（Local region(s)(Sliding)） 选项。在此方法中，转子和定子单元在流动过程中通过任意滑移界面保持接触。请注意，使用此选项时，执行传热分析时不考虑实体运动。此外，此选项与非常高速的流体流动不兼容。

如果整个流体系统绕全局坐标系的轴旋转，请从下拉列表中选择 全局旋转（Global rotating） 选项。将显示用于指定角速度和旋转轴的选项。

自由表面

如果要对两种不混溶流体及其之间的界面进行建模，请选中 自由表面（Free surface） 复选框。请注意，自由表面（Free surface） 复选框仅适用于时间相关研究。

默认流体

• 指定参数后，单击 向导 - 分析类型（Wizard - Analysis Type） 对话框中的 下一步（Next） 按钮；参见图 8。将显示 向导 - 默认流体（Wizard - Default Fluid） 对话框；参见图 9。

• 展开所需的流体类别，然后从 流体（Fluids） 部分单击要包含在分析中的流体。单击对话框中的 添加（Add） 按钮。该流体将被选择并添加到 项目流体（Project Fluids） 部分。
• 要为特定项目添加新流体，请单击 新建（New） 按钮。将显示 工程数据库（Engineering Database） 对话框。您可以如前所述创建新的用户定义流体。
• 单击 流动类型（Flow Type） 下拉列表并选择所需的流动类型；参见图 10。层流是流体中每个粒子都沿光滑路径流动的流动。层流的一个结果是流体在任何点的速度都是恒定的。湍流是不规则的流动，其特征是微小的涡流区域。这种流体的速度在每个点肯定不是恒定的。

• 选中 空化（Cavitation） 复选框以在分析中考虑空化。空化是流体中蒸气泡的形成，是作用在液体上的力的结果。它通常发生在液体经历快速压力变化时，导致在压力相对较低的液体中形成空腔。当受到更高压力时，空穴会内爆并可能产生强烈的冲击波。
• 如果要移除所选流体，请单击 向导 - 默认流体（Wizard - Default Fluid） 对话框中的 移除（Remove） 按钮，或直接双击所选流体。添加的流体将被移除。
• 如果您选择了气体（请注意，它不是真实气体，而是气体）作为流体，则将显示 高马赫数流动（High Mach number flow） 和 湿度（Humidity） 复选框。如果流体流动的马赫数较高，请选中 高马赫数流动（High Mach number flow） 复选框。马赫数是物体速度与声速之比。如果要在分析期间考虑气体中的湿度，请选中 湿度（Humidity） 复选框。请注意，您可以选择 高马赫数流动（High Mach number flow） 或 湿度（Humidity） 复选框之一。

默认固体

• 指定参数后，如果在对话框的 向导 - 分析类型（Wizard - Analysis Type） 页面中选中了 传导（Conduction） 复选框，请单击 下一步（Next） 按钮，然后将显示 向导 - 默认固体（Wizard - Default Solid） 对话框；参见图 11。

• 从 固体（Solids） 部分单击所需的固体材料，以选择作为分析组件的材料。所选金属将显示在 默认固体（Default Solid） 框中；参见图 12。

• 如果您之前在此对话框中选中了 辐射（Radiation） 复选框，请单击 辐射透明度（Radiation Transparency） 按钮以启用或禁用组件的透明度。将显示 辐射透明度（Radiation Transparency） 对话框；参见图 13。

• 单击 默认固体材料为（Default solid material is） 下拉列表，并根据用于仿真的材料选择所需的透明度类型。
• 指定参数后，单击 辐射透明度（Radiation Transparency） 对话框中的 确定（OK） 按钮。该选项将被选中。

壁面条件

• 在 向导 - 默认固体（Wizard - Default Solid） 对话框中指定参数后，单击 下一步（Next） 按钮。将根据您之前的选择显示 向导 - 壁面条件（Wizard - Wall Conditions） 对话框；参见图 14。

• 从 默认外壁面热条件（Default outer wall thermal condition） 下拉列表中选择所需选项，以定义热量如何通过外壁面传递。如果不允许热量通过壁面逸出，请选择 绝热壁面（Adiabatic wall） 选项。从下拉列表中选择 传热系数（Heat transfer coefficient） 选项，以指定壁面外部的一般温度和壁面的传热速率。从下拉列表中选择 热生成率（Heat generation rate） 选项，以在 热生成率（Heat generation rate） 编辑框中指定所需的传热能力。从下拉列表中选择 表面热生成率（Surface heat generation rate） 选项，以指定每面积的传热速率。从下拉列表中选择 壁面温度（Wall temperature） 选项，以定义外壁面的温度。
• 单击 Flow Simulation 中的 工程数据库（Engineering Database） 工具，将显示 工程数据库（Engineering Database） 对话框；参见图 15。

• 双击物理参数以查看相应参数的属性。
• 选择所需选项，然后单击 工程数据库（Engineering Database） 对话框中的 确定（OK） 按钮。

初始条件

• 在 向导 - 壁面条件（Wizard - Wall Conditions） 对话框中指定参数后，单击 下一步（Next） 按钮。将显示 向导 - 初始条件和环境条件（Wizard - Initial and Ambient Conditions） 对话框；参见图 16。

• 为各种参数指定所需值，例如热力学参数、速度参数、湍流、固体等。
• 单击对话框中的 坐标系（Coordinate System） 按钮，以设置用于分析的坐标系和参考轴。此处指定的参考轴定义 依赖关系（Dependency） 对话框中的参数。设置参数后，单击 确定（OK） 按钮。
• 指定参数后，单击 向导 - 初始条件（Wizard - Initial Conditions） 对话框中的 完成（Finish） 按钮。项目将被创建并显示在 显示管理器（Display Manager） 中；参见图 17。Flow Simulation CommandManager 的其他工具也将被激活。

请注意，您可以随时通过单击功能区中 Flow Simulation CommandManager 的 常规设置（General Settings） 按钮来编辑项目属性。