《solidworks正树问答500+ 》258，对风的流体分析（修正）

正树

修正一个错误，或许碰到专家，早已经看到这么个笑话。
也给自己一个教训：
有些二把刀所谓专家的言论，真不能全信，特别是像分析这样挺边沿的科学，有些货，懂几个专业词，就拿出来蒙人。
……
呵呵好像上面也是在说我自己。
修正内容：
本文并不是“流固耦合”，本文只是载荷传递。
流固耦合涉及到的是混合介质。（原本咱是有这概念的，竟然被一些牛b博误导）以往有过一点印象，多少对自己写的有些怀疑，就稍稍深入一点查询了一下。

做的产品，需要扛住12级的风，说流体，9成设计们就懵了，我也懵了，第一反应是能不能按照风压，当作静力学计算，后发现真不能这么搞。不能这么搞的主要原因是：
被风吹的玩意的形状非常严重的影响受力效果，专业点的词叫

空阻系数

关于空气阻力的理论计算公式，我就不写了，感兴趣的自己去查，也挺简单。
但理论计算公式，恐怕用处不大，因为空阻系数，虽然有个大约的约数，但形状是我们自己画的，我们根本没法了解其空阻系数的具体数值。

重点来了！！！我们solidworks是有流体分析的，Flow simulation，搞这个好像跟玩一样

待续……

正树

我这例子，其实也是现学现卖，知识来源于：
【CSWP】Solidworks flow simulation2013版

原文讲得已经很好了，例子也很优秀。
不过我是看了3遍，才自认了解了其中的重点步骤，它给了方式，给了操作，但并没有讲它的操作步骤是出于什么目的。
我这分析一遍，它全部步骤，到底是基于什么目的，基于什么理由。
自己做一个超简单的例子。

风流体分析思路：
1，流体分析，模拟计算零件对风的阻力
2，力学分析，根据阻力，计算零件在这个阻力的作用下的变形。

这两步，我再细化拆分一下：
1，流体分析的输入，是风，根据下面这个风力等级和风速的对照表
风力等级和风速的对照表

我们可能得到风速，空气的密度，我们知道是1.2kg/m^3
有速度，有密度，我们就知道，这是可以算出动量的，那你知道，我这个输入，是可以有一个输出力的。

那为什么还要做第2步的力学分析？
只要零件的形状固定，我不管这形状是塑料的，是金属的，是空心的，还是实心的，只要外形相同，它受力都是相同的，但受力造成的结果，却会根据零件本身的构成，有极大的不同。你一巴掌推一个18岁的青年，可能推不倒，但如果你一巴掌推的，是一个相同体格，80岁的老年，很有可能你得赔医药费了。

所以，第1步流体计算的输出，成了力学分析的输入。

FEA载荷传递

传说中的牛逼词在Solidworks中，是这么诞生了。

正树

开始操作：

我做了这么个模型，想知道这模型在风中，蓝色的杆的受力情况。请注意左下角的坐标系。

1，打开流体插件

2，向导，这内容我就不动了

3，选个单位，因为风力风速，风压对照表中，都是以米为单位的，所以我这也用米

4，如果你看过我们网站上的流体分析视频课程，可能都知道，那里面几乎都是分析内部流体，我们这做风，所以用外部流体做

PS：如果计算域你设置的比较大，可以当作内部流体，只是内部流体，你要给进出口的边界条件。
5，把空气添加到默认流体中

6，壁面，我也不动，因为不需要

7，这步是关键了，你想要哪个方向的风，你就在哪个坐标轴上填上风速，风速查我们上边给你贴出来的表
注意坐标系，这里的数值，你是可以用负数的，表示反方向的风

8，这样初始条件，就都设置完成了（因为我用的是2018，所以是没有网格设置的，这可设，但如果你读这篇内容，估计你新手，可能暂时不需要）

9，出来个大方框，这方框就是计算域了，流体分析，是把计算空间，切割成一个一个小单元，
你要是电脑足够牛鼻，那计算域大，肯定是好的，但域，并不是越大越精确，这就像徘徊于0线上下的，数值是逐渐波动，逐渐迭代，最终会趋于0。
当你域大到一定程度，继续扩大，毫无意义。那多大比较好？？？
这灌输一个我自己试出来的结果：
就是你模型中，最长的边的3倍，就够了。
比如：

这边长100。那我编辑计算域，就会像下边这样设置

PS：其实只有流向方向需要3倍，其他两个方向，貌似也不是那么重要
10，咱前边说了，流体得出的结果，目的是为了给静力学分析做输入，那我就得从流体分析中，得出一个给模型的输入数值。
既然咱想要用力，来衡量蓝杆的状况，那我就把流体分析的目标，设置为力，于是，右键目标-插入目标
这里有好多目标

由于我这模型是实心的，所以我插入全局目标，和插入表面目标，貌似没什么区别。
那就随便来一个全局目标
为啥？
因为表面目标我是要分析迎风面，那你看到了，我这个模型并没有区分迎风面和背风面，（如果你需要区分，那就用分割线，切开模型，把模型的迎风和背风拆开）

这我选力，其实有个力（X）就够了，为什么不是法向力（X），这问题也折磨了我一阵，网上查查法向力的定义，因为我这个题里面，就没有什么向心转圈之类的，
所以力（X）和法向力（X）是一样的，不服可以试一下，都选上吧。
11，开始运行

这里有个有用的信息，就是总网格数，如果你的电脑计算1万网格，要3分钟，那么这里显示3万网格，大约就要9分钟，你可以大约预估计算一遍的时间，
考虑一下要不要上个厕所什么的
12，运算完成后，你就可以从结果选项中，插入各种结果值，来提取你要的数据，常用的有切面图，流线轨迹，当然你目标值是最重要的
先看切面，我是这样选的


风速你就知道了。
13，看看流线轨迹


想要形象点，也可以用各类动画来处理
14，还是看目标值吧

我选了个力（X）和法向力（X），你是不是发现一模一样了。

到这，流体就算做完了。明天咱再做下一步
如果你也在研究SW的模拟，来我们Q群吧，SW技术：24728007

联合国的拆迁户

不知道现在还能用不？

halfsmoke

拖了很久也没说把这做完，今天把这处理完吧。
模型也给弄丢了，重新做了一个，尺寸可能不太一样了，不过过程仍然是相同的。

当我把流体结果做完后，我们最终需要纸到杆子部分的受力情况。
工具-Flowsimulation--工具--将结果导出到simulation（哦，你别忘了加载simulation插件）

剩下的，就和做普通的静力分析几乎相同了，如果你不了解步骤，可以看这个
《solidworks正树问答500+ 》261，悬臂的力矩分析，以及为什么要用Solidworks做分析



不同于静力分析的是，载荷的加载
给外部载荷的时候，请注意，通常我们分析风对什么什么东西的影响，物体的重力还是挺重要的，（你都分析到风，这么个地步了~能不算重力的，应该少吧……）
所以我得给一个引力载荷

这里再插一句，如果你尝试流体分析的各种设置的时候，你发现，流体分析的时候，也是可以设置重力的，那时候的重力，我们并没有设置，为什么？
咱重温一下流体分析的设置

你看见没，它这是对流体自身的重力设置，通常，当你的流体密度比较大（啥叫比较大？咱就跟空气做比较，如果你流体是一些高密度流体你就加，不是就不加）
如果你觉着这玩意咱还是得严谨，那你就甭管它大不大，一律都加上，应该也错不了。
好，引力载荷咱加完了，再加流体载荷。

这里有个流动效应

这就是流体计算结果，加载后，是这样的

剩下的，就直接运行计算就得了。
结果怎样，你要是不知道怎么看，还是

《solidworks正树问答500+ 》261，悬臂的力矩分析，以及为什么要用Solidworks做分析