تحلیل شیر توپی Check Valve به صورت کوپل سیال و سازه FSI با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD

۴۰,۰۰۰ تومان

به طور کلی در فیلم آموزشی تحلیل شیر توپی Check Valve به صورت کوپل سیال و سازه FSI با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD با موارد زیر در نرم افزار سی اف ایکس (CFX) آشنا می شوید.

  • وارد کردن مدل هندسی به بخش هندسه workbench انسیس
  • ایجاد برش بر روی مدل هندسی
  • تنظیمات محیط شبکه در در workbench نرم افزار ANSYS
  • ایجاد شبکه های لایه مرزی جهت رسیدن به YPlus مناسب
  • تنظیمات دامنه محسباتی سیال
  • تعریف تغییر شکل در شبکه در دامنه محاسباتی سیال
  • تعریف روش حل گذرا
  • کوپل معادلات شش درجه آزادی صلب با معادلات دینامیکی سیال
  • تعیین پارامترهای مختلف جسم صلب از جمله جرم و نیروی فنر
  • تعریف مدل آشفتگی k-ε و تنظیمات آن
  • تنظیمات روش عددی و مقادیر باقیمانده در معیار همگرایی
  • تنظیمات پردازش موازی و اجرای مسئله
  • تحلیل نتایج خروجی و استخراج داده های مورد نظر

مدت زمان فیلم آموزشی : 20 دقیقه

مدرس فیلم آموزشی : احمدزاده

زبان فیلم آموزشی : بی کلام

ضمیمه فیلم : فایل ورودی نرم افزار سی اف ایکس، فایل مدل هندسی و شبکه

شناسه محصول: CF14 دسته:

توضیحات

تحلیل شیر توپی  Check Valve به صورت کوپل سیال و سازه FSI با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD

در این فیلم آموزشی و این پروژه یک شیر توپی Ball Valve که دو طرف جریان سیال در آن توسط یک توپ جدا می گردد. توپ در اثر نیروی اعمالی از طرف سیال حرکت کرده و در اثر حرکت آن مقدار آب عبوری از شیر تغییر می کند. برای کنترل حرکت توپ یک فنر نیز به توپ متصل می شود. در واقع تیم مسئله جز مسائل کوپل سازه و سیال FSI بوده که توسط نرم افزار سی اف ایکس CFX مدل سازی و شبیه سازی گردیده است.

دامنه محاسباتی سیال به صورت دو بعدی مدل سازی گردیده که البته امکان مدل سازی سه بعدی نیز وجود دارد. تغییر شکل شبکه در این شبیه سازی لحاظ گردیده که در اثر حرکت توپ در داخل شیر تغییرات شبکه در دامنه سیال ایجاد می گردد. البته تغییرات شبکه آنقدر زیاد نبوده که نیاز به شبکه بندی مجدد باشد. در صورت نیاز به شبکه بندی مجدد امکان آن نیز با یک سری کد نویسی در نرم افزار CFX وجود دارد.

شیرهای توپی Check Valve معمولا برای تغییر مسیر سیال و بستن یک مسیر مورد استفاده قرار می گیرند. مقدار سختی فنری که توپی شیر به آن متصل گردید برابر 100 نیوتن بر متر است. جنس توپ از استیل بوده که چگالی آن 7800 کیلوگرم بر متر مکعب است و در این آنالیز به صورت جسم صلب در نظر گرفته شده است و دینامیک آن توسط معادلات شش درجه آزادی جسم صلب تعیین گردیده است. توپ در راستای حرکت سیال در شیر دارای آزادی حرکت بوده و بر اساس نیروهای وارد بر آن از طرف سیال و به صورت کوپل با معادلات دینامیکی نحوه حرکت آن تعیین گردیده است.

سیال داخل شیر متانول CH4O بوده که شرایط دمایی آن به صورت ثابت در نظر گرفته شده است. یک سمت شیر به تانک با فشار بالا و معادل 6 اتمسفر متصل بوده و سمت دیگر آن به محیطی باز با فشار نسبی صفر متصل است. اختلاف فشار بین تانک و بیرون شیر با جریان سیال و فشار دادن توپ به سمت بالا می گردد. در اثر حرکت توپ و تغییر شکل فنر، از سمت فنر نیروی رو به پایین به توپ اعمال می شود. این روند باعث حرکت دینامیکی و نوسانی در توپ می گردد.

مسئله به صورت گذرا حل گردیده و مدت زمان آنالیز 5/7 میلی ثانیه است. مدل آشفتگی k-ε استفاده گردیده و حل عددی با درجه دو به کار رفته است.

کلیه مراحل ایجاد مدل هندسی دامنه محاسباتی سیال، شبکه بندی، تعریف شرایط مرزی، تنظیمات بخش های مختلف نرم افزار CFX و تحلیل و بررسی نتایج در این فیلم آموزشی به صورت متوالی ارائه شده است.

This tutorial uses an example of a ball check valve to demonstrate two-way Fluid-Structure Interaction (FSI) between a ball and a fluid, as well as mesh deformation capabilities using ANSYS CFX. A sketch of the geometry, modeled in this tutorial as a 2D slice (0.1 mm thick), is shown below.

Check valves are commonly used to enforce unidirectional flow of liquids and act as pressure-relieving devices. The check valve for this tutorial contains a ball connected to a spring with a stiffness constant of 300 N/m. The ball is made of steel with a density of 7800 kg/m3 and is represented as a cavity region in the mesh with a diameter of 4 mm. Initially the center of mass of the ball is located at the coordinate point (0, 0.0023, 5e-05); this point is the spring origin, and all forces that interact with the ball are assumed to pass through this point. The tank region, located below the valve housing, is filled with Methanol (CH4O) at 25°C. High pressure from the liquid at the tank opening (6 atm relative pressure) causes the ball to move up, therefore enabling the fluid to escape through the valve to the atmosphere at an absolute pressure of 1 atm. The forces on the ball are: the force due to the spring (not shown in the figure) and the force due to fluid flow. Gravity is neglected here for simplicity. The spring pushes the ball downward to oppose the force of the pressure when the ball is raised above its initial position. The pressure variation causes the ball to oscillate along the Y axis as a result of a dynamic imbalance in the forces. The ball eventually stops oscillating when the forces acting on it are in equilibrium.

In this tutorial the deformation of the ball itself is not modeled; mesh deformation is employed to modify the mesh as the ball moves. A rigid body simulation is used to predict the motion of the ball, and will be based on the forces that act on it. For further details on rigid body capabilities within ANSYS CFX, refer to Rigid Bodies in the CFX-Pre User’s Guide.

A rigid body is a non-deformable object described by physical parameters: mass, center of mass, moment of inertia, initial velocities and accelerations, and orientation. The rigid body solver uses the interacting forces between the fluid and the rigid body and calculates the motion of the rigid body based upon the defined physical parameters. The rigid body may have up to six degrees of freedom (three translational and three rotational). You may also specify external forces and torques acting on the rigid body.

In this section, you will define a rigid body with 1 degree of freedom, translation in the Y direction. The rigid body definition will be applied to the wall boundary of the ball to define its motion. Further, you will specify an external spring force by defining a spring constant and the initial origin of the spring; in this simulation the origin is the center of mass of the ball. The force caused by the tank pressure will cause an upward translation and the defined external spring force will resist this translation

نمونه کوتاهی از فیلم آموزشی

Brief record of this Training Film

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “تحلیل شیر توپی Check Valve به صورت کوپل سیال و سازه FSI با نرم افزار ANSYS CFX و روش CFD”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *