SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟

蓝图技术网 2023-01-11 12:38:01 44阅读 0评论
SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第1张

卡门涡街

SOLIDWORKS Flow Simulation

卡门涡街是流体流体力学中的重要现象,在自然界中经常可以见到,在一定条件下的定常来流绕过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡,经过非线性作用后,形成卡门涡街,如水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。

卡门涡街解释了许多的现象,在工程中占有重大地位。著名的有美国的塔科马峡谷桥因周期性的漩涡共振造成损坏,我国的虎门大桥因涡振现象出现振动。还可能会导致风力发电机的折断、水轮机转轮产生裂纹等问题。

 

当然,事物都有两面性,人们利用卡门涡街也创造出了很有用的产品,比如在工业中广泛使用的卡门涡街流量计、没有扇叶的风力发电机

 

SOLIDWORKS 的Flow Simulation可以模拟真实条件的液体和气体流动。这里我们就用SW的Flow来完成卡门涡街的模拟。

卡门涡街模拟

选择温度和压力分别为293.2K和1atm的水流过0.01m的圆柱体,查看水流经过圆柱体后的变化。

在本次分析中,流体围绕固体流动且不流入固体内,将其视为外部流动。水流的流动样式取决于雷诺数,在低雷诺数(460……100时,附在圆柱体的漩涡会发生振动,并从圆柱体中脱离出来。

详细步骤

1

创建项目

创建一个项目,设定为瞬态分析,设定计算时长为80s,时间步长为4s,单位设为SI,温度为摄氏度,默认流体为水,水的流速0.014m/s(根据雷诺数确定)

SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第2张

2

设置计算域

对于大多数的外部流动分析而言,默认的计算域时满足需要的,对于本实例来说,希望在流体接触到圆柱体和离开计算域时,流域可以充分发展,同时减少计算量,因此手工对计算域进行调整,确保能捕捉充分发展的流域,同时减少计算时长。

SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第3张

详细步骤

3

设置计算控制选项

设置完成条件和瞬态浏览器,以保证项目能完成80s的分析,观察到80s内水流的变换过程。

SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第4张

4

查看时间动画

下面的动画展示了卡门涡街的形成过程,仿真得到的结果和自然界观察到的现象完全一致

SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第5张

SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟 第6张

以上是SOLIDWORKS Flow Simulation卡门涡街模拟的全部内容,希望能够帮助大家。

 

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