My logo
Applicad Public Company Limited.Article - 3DEXPERIENCE platform Article Mi Articlesเหนือกว่ากับการวิเคราะห์ CFD ผ่านระบบ Cloud ด้วย 3DExperience Works Simulation

Aug

23

2021

เหนือกว่ากับการวิเคราะห์ CFD ผ่านระบบ Cloud ด้วย 3DExperience Works Simulation

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
การวิเคราะห์ CFD ผ่านระบบ Cloud ด้วย 3DExperience Works Simulation

เดิมทีนั้นความสามารถด้านการวิเคราะห์งาน CFD (Computational Fluid Dynamics) จะมีอยู่ในตัว Abaqus/CFD เท่านั้น (ไม่นับ Xflow และ PowerFlow ซึ่งได้ควบรวมกิจการในภายหลัง) จนกระทั่งมีการเริ่มพัฒนาแพลตฟอร์ม 3DEXPERIENCE ทาง Dassault จึงได้นำความสามารถด้านการวิเคราะห์งาน CFD ผนวกเข้าไปด้วยในปี 2013 และมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน เรียกได้ว่าเป็นโซลูชั่นที่ทาง Dassault พัฒนาเองอย่างแท้จริง ต่างจาก SOLIDWORKS Flow Simulation ซึ่งเป็นการพัฒนาร่วมกันกับทาง Mentor Graphics 3DExperience Works Simulation

หลังจากที่ได้นำเสนอซิมูเลชั่นด้านการวิเคราะห์ความแข็งแรงด้วย 3DXPERIENCE Works Simulation กันไปพอสมควรแล้ว ในครั้งนี้จะขอนำเสนอซิมูเลชั่นที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์การไหล (CFD) และการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) กันบ้าง ซึ่งก็ คือ โรล (Role) ที่ชื่อว่า Fluid Dynamic Engineer หรือเรียกชื่อย่อว่า FMK และเช่นเดียวกันกับ SME, SPE ที่ทำงานบนแพลตฟอร์ม 3DEXPERIENCE ผ่านเว็บเบราว์เซอร์ เราสามารถที่จะทำงานจากที่บ้านได้ ซึ่งเหมาะกับสถานการณ์โควิดในขณะนี้ ส่วนเรื่องของ User interface เรียกได้ว่าเหมือนกันแทบทุกประการ จะแตกต่างกันตรงเครื่องไม้เครื่องมือบางตัวที่จะมีให้ใช้เฉพาะงาน CFD เท่านั้น ดังนั้นครั้งนี้จึงจะขออธิบายสิ่งที่ FMK แตกต่างจาก SOLIDWORKS Flow Simulation เดิมอย่างไรบ้าง

เหนือกว่ากับการวิเคราะห์ FMK ผ่านระบบ Cloud ด้วย 3DExperience Works Simulation

รูปที่ 1 ไทม์ไลน์การพัฒนาโรล Fluid Dynamics Engineer

ส่วนความสามารถในการวิเคราะห์ปัญหาถือได้ว่าครบครันประกอบไปด้วย

  1. การวิเคราะห์การไหลทั้งในแบบคงตัว (Steady) และ ไม่คงตัว (Transient)
  2. การวิเคราะห์การไหลแบบราบเรียบ (Laminar) และ แบบปั่นป่วน (Turbulence)
  3. การวิเคราะห์การไหลของของไหลแบบอัดตัวไม่ได้, ของไหลแบบอัดตัวได้ (ที่ทุกความเร็วในการไหล)
  4. ของไหลประเภท Newtonian และ Non – Newtonian 
  5. การไหลที่มีของไหลมากกว่าหนึ่งชนิด (Multispecies)
  6. Free Surface (VOF)
  7. Joule Heating Coupled with Electric Field Solution
  8. การแผ่รังสีจากพื้นผิวไปยังพื้นผิว และ การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์
  9. การถ่ายเทความร้อนแบบคอนจูเกต
  10. พัดลม และ แผ่นกั้น (Baffle)
  11. วัสดุพรุน (Porous Media)
  12. Multiple Rotating Frame (MRF)

รูปที่ 2 ความสามารถบางส่วนที่ FMK สามารถวิเคราะห์ได้

สิ่งที่ FMK ต่างจาก SOLIDWORKS Flow Simulation พอจะสรุปได้ดังนี้

  1. สามารถใช้งานที่ไหนก็ได้ โดยทำงานบนระบบแพลตฟอร์ม 3DEXPERIENCE ผ่านเว็บเบราว์เซอร์
  2. พัฒนาโดยทาง DS ไม่เหมือน SOLIDWORKS Flow Simulation ซึ่งมีพื้นฐานมาจาก FloEFD ของบริษัท Mentor Graphics (ปัจจุบัน Siemens)

รูปที่ 3

  1. มี Turbulence ให้เลือกใช้งานมากกว่า ดังนี้

3.1 Realizable kε (SOLIDWORKS Flow ใช้คำว่า Modified kε) เหมาะสำหรับวิเคราะห์การไหลประเภท Internal Flow

3.2 SST k-ω เหมาะสำหรับวิเคราะห์การไหลที่มีเรื่องการถ่ายเทความร้อนร่วมด้วย

3.3 Spalart Allmaras เหมาะสำหรับวิเคราะห์การไหลประเภท External Flow

รูปที่ 4 ผลการคำนวณด้วย Turbulence Model แบบ SST k-ωรูปที่ 4 ผลการคำนวณด้วย Turbulence Model แบบ SST k-ω

4. วิธีการสร้างเมช (Cell) จะเป็นแบบเดียวกับการสร้างเมช สำหรับงานวิเคราะห์ความแข็งแรง ซึ่งเอเลเมนต์จะฟิตกับรูปร่างของตัวงานได้ดีกว่า

รูปที่ 5 ตัวอย่างงานที่สร้างเมชด้วย FMK

4.1 ใช้ Hex Dominant โดยจะได้เอเลเมนต์ที่เป็น Hex 60%+

4.2 เอเลเมนต์อีก 30%+ จะประกอบด้วย Tet, Prism, Pyramid

5. สำหรับชิ้นงานที่เป็นผนังบางสามารถที่จะใช้ Shell Element ในการสร้างเมชได้

6. สามารถทำงานกับงาน Assemblyที่มีชิ้นส่วนประกอบจำนวนมากได้

7. รองรับงานขนาดใหญ่ที่มีจำนวนเอเลเมนต์ได้มากถึง 50 ล้านเอเลเมนต์

8. สามารถลดเวลาการคำนวณด้วยการเพิ่มจำนวนคอร์ ในการคำนวณ (Scalable) ได้สูงสุด 144 คอร์

เรื่องของการใช้งานนั้น สามารถใช้งานร่วมกับ SOLIDWORKS ได้เป็นอย่างดี โดยมีลำดับขั้นตอนการทำงานดังรูปที่ 6

การวิเคราะห์ FMK ผ่านระบบ Cloud ด้วย 3DExperience Works Simulation

รูปที่ 6 ลำดับขั้นตอนในการใช้งาน FMK ร่วมกับ SOLIDWORKS

ทั้งหมดที่ได้อธิบายไปพอจะสรุปคร่าวๆ ได้ว่า ตัวโรล FMK มีความสามารถในการวิเคราะห์งาน CFD ครอบคลุมปัญหาส่วนใหญ่ในภาคอุตสาหกรรม (Mainstream) เหมือนเป็นการขยายข้อจำกัดเดิมที่มีอยู่ใน SOLIDWORKS Flow Simulation ส่วนปัญหาที่มีความซับซ้อนเฉพาะทาง เช่น เรื่องของการเปลี่ยนสถานะของของไหล (Phase Change), การไหลที่มีการทำปฏิกิริยาทางเคมี (Reacting Flow) หรือการเผาไหม้ (Combustion) เป็นต้น ต้องขอให้พิจารณาเลือกใช้ซอฟต์แวร์ชั้นสูงในการวิเคราะห์อย่าง Xflow หรือ PowerFlow ผู้ที่สนใจสามารถสอบถามรายละเอียดได้ที่เบอร์โทรศัพท์ 082-699-6945

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติม : 3DEXPERIENCE® Platform

บทความนี้เป็นประโยชน์ต่อท่านหรือไม่
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...

© สงวนลิขสิทธิ์ 2563 : บริษัท แอพพลิแคด จำกัด (มหาชน)
นโยบายการคุ้มครองข้อมูลส่วนบุคคล   |   นโยบายการใช้คุกกี้