SolidWorks Flow Simulation - Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco
facultad de ingeniería
CURSO: SOLIDWORKS SIMULATIONS
FLOWWORKS- 2014-2015
02 al 06 de Noviembre de 2015
Aula 102 (08 a 12 y 13 a 17 hs.)
SolidWorks® Flow Simulation
SolidWorks Simulation
Flow Training
SolidWorks Flow Simulation
El Departamento de Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la U.N.P.S.J.B. invita a
Profesionales y Estudiantes de Ingeniería Civil e Ingeniería Mecánica, a participar del Curso que
se llevará a cabo desde el Lunes 02 al Viernes 06 de Noviembre de 2015.
Disertante: Ing. Gerardo Juan Franck.
Prerrequisitos: los asistentes deberán tener experiencia en diseño mecánico. Conocimientos
básicos del software SolidWorks. Entendimiento de los conceptos básicos del flujo de fluidos y
transferencia de calor.
Objetivos del Curso: El objetivo del curso es enseñar como configurar, correr y visualizar los resultados
de un flujo de fluidos y/o análisis acoplado de transferencia de calor usando SolidWorks y la versión estándar
de SolidWorks Flow Simulation, como un módulo del software de automatización del diseño mecánico. Se
focaliza en la habilidades fundamentales y conceptos centrales del análisis por CFD.
Dirigido a: Profesionales y Estudiantes relacionados con el área de Ingeniería Civil e Ing.
Mecánica.
Aula: Aula 102, ubicada en 1er piso del edificio de Km. 4.
MODALIDAD: Curso Teórico-práctico. Los inscriptos deberán traer Notebook.
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Duración: 40 hs.
Características del curso: Se enseñará a utilizar y aplicar el módulo SolidWorks Flow Simulation como
herramienta de diseño basada en la técnica de los elementos finitos. Con la capacidad de análisis por CFD,
se podrán simular flujos de líquidos y gases en las condiciones del mundo real, calculando sobre diferentes
tipos de escenarios y rápidamente analizar los efectos del flujo de fluidos, transferencia de calor y fuerzas
relacionadas sobre cuerpos sumergidos o embebidos en el flujo correspondiente. Se analizan los principales
fluidos de interés en la industria en el rango de aire, agua, líquidos químicos, todo tipo de gases incluyendo
fluidos altamente viscosos tales como miel, jugos, pasta dental, sangre, entre otros.
Material entregado: Tutorial de los ejercicios realizados (puede ser impreso o en formato electrónico),
material teórico y bibliografía recomendada (todo en formato electrónico).Los diseños para cada una de los
ejercicios de las lecciones son suministrados durante el cursado con un ejecutable, lo que facilita su
renovación permanente. Tutoriales adicionales con ejercicios adicionales.
Temas tratados durante el dictado del curso:
Introducción al Análisis por CFD – Dinámica de los Fluidos Computacional: métodos, modelos de
ecuaciones, aplicación de condiciones de contorno, condiciones iniciales y desarrollar la preparativos
requeridos por el modelo para un proyecto de Flow Simulation.
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Métodos y generación apropiada de la discretización o mallado. Propiedades del generador.
Análisis térmico acoplado con un cálculo de flujo de fluidos.
Análisis transiente externo. Parámetros, números adimensionales involucrados y solución por
mallado adaptativo.
Trasferencia de calor conjugada con gases reales.
Técnicas avanzadas de simulación con EFD Zooming, incrementando la velocidad de cálculo.
Flujo en medios porosos. Flujo en canales.
Sistemas de referencias en rotación.
Análisis Paramétrico.
Cavitación y Humedad relativa.
Trayectoria de partículas. Diferentes velocidades de inyección. Flujos compresibles.
Transferencia de cargas para un análisis por Elementos finitos estructurales.
Fundamentos teóricos:
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Desarrollo del modelo de ecuaciones diferenciales a calcular.
Capacidades físicas del módulo de Flow Simulation.
Ecuaciones de Navier Stokes para flujo laminar y turbulento.
Modelo constitutivo y características térmicas y físicas.
Modelo numérico utilizado por Flow Simulation.
Propiedades y generalidades de la discretización.
Lecciones:
Nº 1: Creación de un proyecto de SolidWorks Flow Simulation:
 Como preparar un modelo requerido por SolidWorks Flow Simulation.
 Creación de tapas simples.
 Chequeo de la geometría por contactos inválidos.
 Calculo del volumen interno.
 Creación de un proyecto con Wizard.
 Aplicar condiciones de borde de flujo. Objetivos.
 Correr el análisis.
 Uso del solver y visualización de resultados.
Nº 2: Discretización del dominio de simulación:
 Generación de la malla en presencia de paredes delgadas y canales rectos.
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Características de las mallas.
Visualización de la malla.
Optimización ante paredes delgadas.
Aplicación de controles manuales y uso de los controles.
Ejercitación.
Nº 3: Análisis Térmico:
 Usar la base de datos para materiales.
 Aplicar cargas térmicas.
 Aprender a crear un ventilador en el modelo.
 Uso de placas perforadas.
 Entender las curvas de ventilador.
 Modelado de una caja electrónica.
 Como modelar geometrías complejas.
 Ejercitación.
Nº 4: Análisis Transiente Externo:
 Crear un análisis de flujo 2D.
 Uso del Nro. de Reynolds para la aplicación de condición de borde de velocidad en un análisis
externo.
 Uso de refinamiento adaptativo como opción de solución.
 Usar técnicas de animación para visualizar los resultados.
 Crear una animación transiente.
 Ejercitación.
Nº 5: Transferencia de calor conjugada:
 Crear una transferencia de calor conjugada en estado estacionario para el enfriamiento de una placa
con un gas real.
 Definir múltiples regiones de fluido.
 Usar gases reales.
 Crear gráficos de temperatura para las regiones sólidas y fluidas.
 Ejercitación.
Nº 6: EFD Zooming:
 Usar el método EFD Zooming para resolver problemas complejos.
 Esta técnica permite correr las simulaciones más rápidamente.
 Permite al usuario focalizarse en un área particular de interés, mientras se va desarrollando el flujo
en una zona vecina a la misma.
 Se simula el flujo con una malla gruesa y luego se transfieren los resultados como condición de
borde al área de interés.
 Aplicar apropiadamente las condiciones de borde transferidas.
Nº 7: Medios Porosos:
 Crear un análisis de flujo utilizando la opción de medios porosos.
 Uso del comando de Control de componentes.
 Evaluar perfiles de velocidad.
 Ejercitación.
Nº 8: Sistemas de Referencia Rotantes:
 Configuración de problemas por medio de sistemas de referencia rotantes.
Nº 9: Análisis Paramétrico:
 Crear un análisis usando las características de un Estudio Paramétrico (optimización).
 Crear un cuarto de modelo usando condiciones de simetría.
 Análisis de resultados del pos-procesamiento paramétrico.
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Nº 10: Cavitación:
 Selección de un tipo de flujo con cavitación.
 Mostrar los resultados.
Nº 11: Humedad Relativa:
 Aplicar la humedad relativa como condición de borde.
 Visualización de los resultados.
Nº 12: Trayectoria de partículas:
 Inyección de partículas físicas en la corriente de un flujo.
 Uso del comando estudio de partículas.
 Ver lo resultados con trayectorias de partículas.
 Ejercitación.
Nº 13: Flujo Supersónico:
 Crear un análisis de flujo supersónico externo. Análisis con flujos compresibles.
 Usar la característica de solución adaptativa para la malla.
 Visualización del número de Mach.
Nº 14: Transferencias de Cargas para un Cálculo por FEA:
 Transferir los resultados del análisis por Flow Simulation a una simulación estructural.
 Como imputar las condiciones de borde en SolidWorks Simulation Designer del flujo simulado.
 Visualización de resultados.
Nº 15: Ejercicios adicionales:
Básicos:
A1 - Ball Valve Design
A2 - Conjugate Heat Transfer
A3 - Porous Media
Intermedios:
B1 - Determination of Hydraulic Loss
B2 - Cylinder Drag Coefficient
B3 - Heat Exchanger Efficiency
B4 - Mesh Optimization
Avanzados
C1 - Application of EFD Zooming
C2 - Textile Machine
C3 - Non-Newtonian Flow in a Channel with Cylinders
C4 - Radiative Heat Transfer
C5 - Rotating Impeller
C6 - CPU Cooler
C7 - Oil Catch Can
D1 - 150W Halogen Floodlight
D2 - Hospital Room
D3 - Pollutant Dispersion in the Street Canyon
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