A Flomaster segítségével komplex rendszerek 1D-s hő és áramlástani (CFD) szimulációját tudjuk elvégezni. Ez a szimulációs szoftver a Solid Edge 2022-es portfóliójában jelent meg a Simcenter Flomaster for Solid Edge néven.

Rendszerszimuláció segítségével olyan nagy kiterjedésű és komplex csőhálózatokat vizsgálhatunk meg közel valós időben, melyek vizsgálatához FLOEFD-vel a futtatási idő, napok, hetek vagy hónapok lehetne. Ez a drasztikusan kevesebb időszükséglet annak köszönhető, hogy a Flomaster 1D-s elemeket használ, azaz csak a nyomvonalakat kell leraknunk (és természetesen a benne lévő elemeket) és a szimuláció futtatható is.

Alkalmazási területként szokás megemlíteni egy város víz és szennyvízhálózatát, egy elektromos autó, repülőgép vagy tengeralattjáró teljes vagy rész rendszereit, egy épület klímarendszerét, melyek olyan rendszerek, ahol a komponensek keresztmetszeténél nagyságrendekkel hosszabb a nyomvonaluk.

Kép forrása: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/why-throw-away-all-your-hard-work-why-not-make-a-digital-twin/

Ezeknél a rendszereknél nem azzal foglalkozunk, hogy a cső falától befelé haladva hogyan változik az áramlás, hanem azzal, hogy az adott csőszakaszban mekkora normálirányú sebesség. A sebességen kívül természetesen további áramlási jellemzőket is számol a szoftver (nyomás, térfogat és tömegáram, áramló közeg hőmérséklete…). Első körben úgy kell elképzelni az eredményeket, mintha papíron a Bernoulli-egyenlettel számolnánk (természetesen a háttérben a matek, amit használ a megoldó bonyolultabb ennél), és azokat az eredményeket kapjuk, mint amit papíron is kapnánk. Az egész számolást még komplexebbé és valósabbá teszi az, hogy a csapok, könyökök és egyéb áramlási elemek tartalmaznak mérési eredményekből tartalmazó veszteségtényezőket is. Ezek a mérési eredményekből származó veszteségtényezőket (a szoftveren kívül) a Flomasterhez készült D. S. Miller féle Internal Flow Systems könyv tartalmazza. Ezt a fejlesztők annyira komolyan vették, hogy ha a Flomasteren belül valamilyen gyári görbét használok, akkor annak a nevében is szerepel az, hogy hol található meg a Miller könyvben az adott diagram. A következő ábrán erre látható egy példa a könyökelem esetén.

Az előző ábrán látható bemeneti adatokat kell megadnom a szoftvernek minden elemnek, melyek alapján a geometriát és a peremfeltételeket tudom előírni. Az első saját modellem, amit a beépített tutorial után készítettem a következő képen látható kávéfőző egyszerűsített modellje volt.

CAD modell forrása: https://grabcad.com/library/rancilio-silvia-espresso-machine

Ezt a szimulációt a #SimcenterSzerda sorozatunkon belül is ismertetem. A videó itt a blogbejegyzésben is megtekinthető (a többi rész az Ügyféltámogatási oldalunkon található).

Az előző videón a víztartályt és a rákapcsolt szivattyút egy nyomástaggal egyszerűsítettem le, mivel nem ismerem a kávéfőzőben lévő szivattyút és annak adatait. Ha ezek az adatok meglennének, akkor a Flomasterben lévő különféle szivattyúmodelleket felhasználva a leegyszerűsített komponenseket is tudtam volna modellezni és annak paramétereit is meg tudtam volna vizsgálni.

Abban az esetben, amikor nem egy szabványos elemet kellene behúzni az rendszerbe, akkor a Flomaster-t FMI segítségével összekapcsolhatjuk FLOEFD-vel (és számos Simcenter termékkel), így az 1D-s rendszert a Flomaster számolja, míg a 2D-s vagy 3D-s komponenst a FLOEFD. A következő ábrán az látható, hogy egy autó klímarendszerét vizsgálták így. Ebben az esetben a két szimuláció parallel fut és az egyik kimenete a másik bemenete. Ahogy a bevezetőben írtam, a csőrendszeren belül futó szimuláció nagyon gyors a 3D-s szimulációhoz képest, így ezzel a módszerrel időt tudunk megtakarítani, mely leginkább az időfüggő szimulációknál megfigyelhető.

Kép forrása: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/simcenter-floefd-v18-0-whats-new-part-1/

Abban az esetben, ha már több évnyi tervadatom van és ezeket fel szeretném használ Flomaster-ben, nem szükséges a nulláról felépítenem mindent, ugyanis a 2022-es verzióval megjelent a CAD importálás, így a Solid Edge-es csőhálózatok könnyen és gyorsan átvihetőek az 1D-s szimulációs környezetbe.

Azért, hogy a Flomaster minél több ügyfélhez, oktatóhoz és diákhoz* eljuthasson a SimcenterSzerda sorozatunkban is szerepel, illetve az ütemtervhez képest előrébb került, így akit érdekel a szoftver igényeljen hozzáférést a SzimcenterSzerda sorozatunkhoz (ingyenes) és április, már hozzá is fér az oktatóanyagokhoz.

*A Flomaster az Oktatási Mentor Programunkon belül (ingyenesen elérhető) Solid Edge Academic csomagjában a 2022-es verziótól kezdve megtalálható. Annyi licenccel rendelkezik belőle az oktatási intézmény, mint amennyi Solid Edge licencel, azaz alap esetben ez 100 darabbal.