Simulia SPH
Inledning
I dagens blog ska vi titta lite närmare på en spännande funktion i Structural Mechanics Engineer som heter SPH Particles. Denna funktion ger oss möjligheten att modellera en volym som en fluid, och låta den dynamiskt interagera med våra geometrier. Detta är något vi inte kan göra i SOLIDWORKS FlowSimulation och öppnar därför nya möjligheter för oss. För att illustrera detta tar vi exemplet nedan; En cylindrisk tank, till hälften fylld med vatten, och som släpps med en vinkel ned i ett golv.
Geometrin
Geometrin ritas upp i xDesign som en sammanställning innehållande tanken och golvet som ytkroppar, och den inneslutna vätskan som en solid.
FEM-representation
Med geometrin på plats blir nästa steg att starta Structural Model Creation för att skapa vår FEM-representation.
I en FEM-representation förväntas vi definiera sektioner, mesh samt material för de ingående geometrierna. Det är också här vi definierar eventuella abstraktioner som t ex att någon geometri kan betraktas som stel.
Tanken och golvet definieras som skal, meshas med kvadratiska skalelement och tilldelas stål som material.
Då golvets enda syfte är att stoppa tankens fall kan körningen förenklas en smula genom att golvet betraktas som stelt.
Nu till det intressanta; Fluiden. Det är här vi berättar för programmet att den inneslutna volymen är just en fluid. Vi gör det genom att definiera en sektion av typen SPH Particles. Som med övriga typer av sektioner förväntas vi definiera ett material, i detta fall vatten. Utöver det behöver vi också definiera en upplösning på volymen kallad Grid Spacing. En större Grid Spacing ger en snabbare beräkning men på bekostnad av kvalitén på resultatet, en mindre ger det omvända.
Med detta på plats är vi klara med vår FEM-representation och kan gå vidare till att sätta upp själva beräkningen.
Scenario
Till att börja med så kan vi enbart använda SPH-partiklar i en körning/procedur av typen Explicit Dynamic, så vi börjar med att definiera en sådan.
Vad gäller randvillkor så fixeras det stela golvet i alla riktningar.
För att få korrekt beteende behöver vi definiera gravitation.
För att tanken ska kollidera med golvet, och för att vätskan ska hålla sig inuti tanken, definieras generell kontakt.
Tanken med tanken är att den ska falla till marken med en viss hastighet. Av den anledningen tilldelar vi både tank och innesluten fluid en initial hastighet om 5m/s.
Med vår körning uppsatt och klar återstår bara att räkna. För att inte låsa upp den egna datorns resurser körs beräkningen i molnet.
Resultat
