不同工況下某型號容器內(nèi)液體的流動特性分析畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-15 15:47 本頁面
【正文】 中最主要的對象。傳統(tǒng)的 CAD 設(shè)計方法是由平面（二維）到立體（三維），而在 SolidWorks 系統(tǒng)中卻是工程師直接設(shè)計出三維實體零件，然后根據(jù)需要生成相關(guān)的工程圖。在 Solid Works 系統(tǒng)中，零件、裝 配體和工程圖都屬于對象，零件設(shè)計是核心，特征設(shè)計是關(guān)鍵，草圖設(shè)計是基礎(chǔ)。 建模在虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程中發(fā)揮著重要作用，同時基于特征的實體建模技術(shù)已成為虛擬設(shè)計創(chuàng)建產(chǎn)品零件實體模型的基礎(chǔ)。據(jù)研究表明零件實體建模的質(zhì)量自 80 年代以來被公認為是解決產(chǎn)品開發(fā)與過程設(shè)計信息集成問題的有效而實用的手段。 零件是由特征組成的單一三維物體。在 SolidWorks中，特征是各種單獨的加工形狀，當(dāng)將它們組合起來即形成各種零件。無論創(chuàng)建多么復(fù)雜的零件三維實體模型，其基本原理都是一致的，其基本原理主要包括： （ 1） 繪制二維草圖； （ 2） 使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣等方法創(chuàng)建基礎(chǔ)三維實體特征； （ 3） 在基礎(chǔ)三維實體特征上再創(chuàng)建圓角、倒角、拔模、孔、殼等放置特征； （ 4） 依次完成所有零件的建模后，接著就是組件的裝配，最后是整機的裝配工作。 在零件的建模過程中，不是一次就完成零件的建模，實際上這是一個需要反復(fù)修改設(shè)計結(jié)果的過程。在實體建模完成后仍可以返回編輯和修改二維草圖，實體模型會根據(jù)修改自動重建。 容器建模 由于本次論文主要對容器內(nèi)部液體進行研究，故只對容器建模做論述 （ 1） 打開 solidworks，新建零件圖，繪制草圖 1 （ 2） 通過旋轉(zhuǎn)特征操作得到該容器的三維圖形 圖 1 容器旋轉(zhuǎn)特征操作草圖 1 圖 2 該容器的三維圖形 容器二維圖 此處的二維圖在 Solidworks 中即為工程圖，工程圖的基礎(chǔ)是將三維模型按正投影的方法投影到平面上，形成基本的三視圖以及其他派生視圖。該容器工程圖如下圖 3所示 ： 圖 3 容器 零件 圖 容器內(nèi)部計算模型 由于 Solidworks所作出 的三維實體不能直接導(dǎo)入到 GAMBIT里進行網(wǎng)格劃分，所以應(yīng)將容器內(nèi)的計算模型另存為 .xt 格式方便導(dǎo)入 GAMBIT。容器內(nèi)部的計算模型建模和容器建模過程相同，此處不再詳述。 圖 4 容器內(nèi)部 計算模型旋轉(zhuǎn)特征草圖 圖 5 計算模型 3 利用 GAMBIT 對計算模型進行網(wǎng)格劃分 GAMBIT 軟件簡介 GAMBIT 是 fluent 公司推出的一款網(wǎng)格生成軟件（相對于計算結(jié)果的后處理，也有人習(xí)慣于把網(wǎng)格生成軟件稱為前處理軟件），其主要功能包括幾何建模和網(wǎng)格生成?？梢詫?dǎo)入 PRO/E、 UG、 CATIA、 SOLIDWORKS、 ANSYS、 PATRAN 等大多數(shù)CAD/CAE 軟件所建立的幾何和網(wǎng)格。導(dǎo)入過程新增自動公差修補幾何功能，以保證 GAMBIT 與 CAD 軟件接口的穩(wěn)定性和保真性，使得幾何質(zhì)量高，并大大減輕工程師的工作量 GAMBIT 可高度智能化地選擇網(wǎng)格劃分方法，可對極其復(fù)雜的幾何區(qū)域劃分出與相鄰區(qū)域網(wǎng)格連續(xù)的完全非結(jié)構(gòu)化的混合 網(wǎng)格，并且可為 FLUENT、 POLYFLOW、 FIDAP、 ANSYS 等解算器生成和導(dǎo)出所需要的網(wǎng)格和格式 。并且具有強大的幾何修正功能，在導(dǎo)入幾何時會自動合并重合的點、線、面；新增幾何修正工具條，在消除短邊、縫合缺口、修補尖角、去除小面、去除單獨輔助線和修補倒角時更加快速、自動、靈活，而且準確保證幾何體的精度 對求解模型進行網(wǎng)格劃分 將 求解 模型導(dǎo)入 GAMBIT （ 1） 啟動 GAMBIT 并選擇 FLUENT5/6 求解器 （ 2） 通過 FILEImport 將 Solidworks 創(chuàng)建的 求解 模型導(dǎo)入到 GAMBIT 內(nèi) 圖 6 導(dǎo)入到 gambit 的計算模型 對導(dǎo)入的 求解 模型進行網(wǎng)格劃分 GAMBIT 具有強大的網(wǎng)格劃分能力，可以劃分包括邊界層等 CFD 特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。 GAMBIT 中專用的網(wǎng)格劃分算法可以保證在復(fù)雜的幾何區(qū)域內(nèi)直接劃分出高質(zhì)量的四面體、六面體網(wǎng)格或混合網(wǎng)格。 在網(wǎng)格劃分中 分網(wǎng)的工作量大，需要考慮的問題多，網(wǎng)格形式直接影響結(jié)果精度和模型規(guī)模，因此分網(wǎng)是建模過程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。劃分網(wǎng)格一般應(yīng)考慮以下一些原則： （ 1）網(wǎng)格數(shù)量。網(wǎng)格數(shù)量的多少直接影響結(jié)果精度和計算規(guī)模。網(wǎng)格數(shù)量增加，結(jié)果一般會隨之提高。網(wǎng)格數(shù)量增加，一般增加單元形成時間、求解方程時間、網(wǎng)格劃分時間。 （ 2）網(wǎng)格疏密。是指結(jié)構(gòu)不同部位采用不同大小的網(wǎng)格，采用不同的網(wǎng)格劃分時，應(yīng)注意疏密網(wǎng)格間的過渡。 （ 3）單元階次。很多單元都有低階和高階形式，采用高階單元的目的為提高精度，單高階單元的節(jié)點較多，使用時應(yīng)權(quán)衡精度和規(guī)模綜合考慮。 （ 4）網(wǎng)格質(zhì)量。是指網(wǎng)格幾何形狀的合理性。 （ 5）位移協(xié)調(diào)性。應(yīng)注意：一個單元的節(jié)點必須同時是相鄰單元的節(jié)點，而不是內(nèi)殿或邊界點。相鄰單元的節(jié)點自由度性質(zhì)不同時，一個單元上的力矩不能通過節(jié)點傳遞到另一個單元。 （ 6）網(wǎng)格布局。當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀對稱時，劃分的網(wǎng)格應(yīng)盡量具有形式的對稱性，以使結(jié)構(gòu)在個對稱點上表現(xiàn)出相同特性。動態(tài)分析時，即使結(jié)構(gòu)形狀是對稱的，但不對稱的網(wǎng)格布局也會導(dǎo)致質(zhì)量不對稱。 （ 7）節(jié)點與單元編號。分網(wǎng)時需對節(jié)點和單元進行編號，不同的編號方式也將影響數(shù)值計算的時間和所存儲容量。合理的編號能夠大幅度減小計算時間和存儲
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