SolidWorksSimulation流体分析在卫浴行业的应用_山东solidworks山东代理烟台昭阳网络技术服务有限公司

一、卫浴产品的设计背景

高档卫浴产品的出水一般有花洒式、柔水式、瀑布式、雨滴式以及各种组合方式，对出水量、出水速度、出水方式、水流形状和结构强度等都有严格要求。传统的产品开发是依经验设计、样品制造、实验和修改设计的过程循环进行，开发周期长，开发成本高。在现代设计理念中，模型设计以后进行数值分析打破了传统的循环过程，缩短产品开发周期，减少开发成本。

通常人们认为数值分析涉及到有限元、微分方程数值求解等更多的专业知识，需要在具备强大计算能力的专业软件中才能进行，所以这是专门的计算分析人员才能开展的工作。事实上，随着计算机硬件的发展和计算方法的成熟，数值分析成为设计工程师能够熟练应用的手边工具的阶段已经到来，这就是SolidWorks公司所倡导的设计分析一体化。

卫浴产品在一定的进水压力下水流的压力梯度状况、流场分布、出水口的水流状态和水流对结构的压力分布状态，直接决定了产品的出水量、出水速度、出水方式、水流形状和结构强度等产品的外在表现参数。SolidWorks3D、SolidWorks FloWorks和SolidWorks Simulation的组合能够进行快捷、准确的计算和分析流体状态，以及结构的压力分布情况，并能方便地进行设计修改和优化，以达到设计、分析和优化一体化的目的。

二、设计分析一体化操作界面

从SolidWorks软件的界面来看，Simulation和Flow Simulation都是与SolidWorks完全集成的插件。因此，在产品设计和分析中，不需要软件界面上的切换，更不需要进行模型转换，只需点击不同的指令按钮，就可以进行条件设定与分析。同样，在得到分析结果后，要对产品作设计变更，也是在同一界面中修改，然后重新运行算例即可。由于SolidWorks强大的3D设计与分析功能的完全集成，所以不存在设计模型转换的数据丢失问题，并能够快速对设计模型进行修改，真正提高设计与分析的优化效率。

本文以产品的设计、流体分析和结构有限元分析为例，介绍SolidWorks3D、SolidWorks FloWorks和SolidWorks Simulation组合在卫浴行业中的应用。以下模型非正式产品，其参数设定仅是示意。

三、通过Flow Simulation解决流场问题

1.环境设定

在SolidWorks中完成产品的初步设计以后，通过向导对话框，我们可以很快建立一个新的算例，并设定好相关的环境参数、网格精度和流体条件等。

2.边界条件设定

对于所设计的产品，在进水口定义进水的压力或流量，在出水口定义压力为大气压。这里要注意的是，整个腔体是封闭的。

3.研究目标设定

通过目标，我们可以得到一些重要的分析结果数据。如要得到出水口的体积流量、质量流量和流速，则可以选择出水端口的面，添加目标参数，这样在完成分析后，即可以通过Excel格式显示这些面上的详细参数。

4.计算与后处理

运行算例，自动完成运算之后，我们可以通过多种后处理来查看所关心的结果。

我们首先需要了解整个流场在腔体中的状况，这里可以通过流线来查看水流在腔体内流动的状况，也可以通过动画的方式显示，同时通过云图来表示各处的水压、流速等分布情况。接着对于某些关键截面，我们还要了解其压力分布，就需要在关键位置建立一个参考面，之后即可显示该截面上的压力分布云图。当然产品内壁所受到的压力对于产品结构的影响非常重要，这里可以一次性选择所有内壁面来显示其压力分布云图。

出水口内壁的压力分布，直接影响到出水的状况，那么就以出水口处局部的压力分布来参考。在我们设定完成研究目标后，运算结束之后的结果可以通过Excel形式将具体数据罗列出来。

有了以上的结果作为参考，我们可以判断一些水流的状态，通过修改导管来降压导流，让整个流场的分布更为合理。对于新进的工程师，如果有新想法，可以直接到模型中修改结构，快速实现自己的创意，之后更新模型重新运算，就可以验证这种想法是否合理。这样通过虚拟样机的模拟，可以减少实验成本。而对于资深的工程师来说，在有经验和分析数据的结合后，能够得到非常有说服力的数据，更快更好地修改模型，达到最优。

SolidWorksSimulation流体分析在卫浴行业的应用

在线客服

客服电话

微博