ซิมูเลชั่นแก้วพีทาโกรัส (Pythagoras Cup) วิเคราะห์การไหลของน้ำ
อาจมีบางท่านสงสัยว่าใช่ พีทาโกรัส เจ้าของทฤษฎีที่ว่าด้วยความสัมพันธ์ของสามเหลี่ยมมุมฉากหรือเปล่าคำตอบก็ คือ ใช่ (พีทาโกรัส เป็นนักคณิตศาสตร์และนักปราชญ์ชาวกรีกโบราณมีอายุในช่วงระหว่าง 570 – 495 ปีก่อนคริสตกาล) แล้วแก้วที่ว่านี้ประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อจุดประสงค์อันใด คำตอบก็ คือ ไว้สำหรับไม่ให้ผู้ที่มาร่วมงานเลี้ยงดื่มสุรามากจนเมาแล้วไปก่อความรำคาญให้แก่ผู้อื่น เมื่อรินของเหลวลงในแก้วจนถึงระดับที่ได้ออกแบบไว้ ของเหลวในแก้วก็จะไหลออกจากแก้วผ่านช่องว่างตรงแกนกลางออกไปทางด้านล่างของแก้วจนหมด ซึ่งหลักการทำงานของแก้วพีทาโกรัสนี้ใช้หลักการแบบเดียวกับกาลักน้ำ (Siphon)
รูปที่ 1 แสดงการทำงานของแก้วพีทาโกรัส
(รูปจาก http://bit.ly/2ONfcQC)
แล้วถ้าเราอยากจะทำการ Simulation เหตุการณ์ที่ของเหลวไหลออกจากแก้วเองจนหมดสามารถทำได้หรือไม่ และต้องทำอย่างไรบ้าง ซึ่งก็ต้องแน่นอนอยู่แล้วว่า ทำได้โดยใช้ฟีเจอร์ Free Surface ที่มีอยู่ใน SOLIDWORKS Flow Simulation
1.เริ่มต้นต้องดาวน์โหลด 3D ของแก้วพีทาโกรัสมาเสียก่อน โดยอาจดาวน์โหลดจาก https://grabcad.com/library/pythagoras-cup-1
2.สร้าง Lid ไว้สำหรับเติมของเหลวลงไปในแก้ว
รูปที่ 2 แสดงโมเดลแก้วพีทาโกรัสที่เตรียมไว้สำหรับทำ Simulation
3. กำหนดขนาดของ Computational Domain
รูปที่ 3 แสดงโมเดลแก้วพีทาโกรัสที่เตรียมไว้สำหรับทำ Simulation
4. ให้เริ่มต้นการ Set Up ผ่าน Wizard โดยมีลำดับขั้นตอนดังรูปที่ 3 ในส่วนของของเหลวที่เติมลงไปในแก้วนั้นสมมติให้เป็นน้ำ
รูปที่ 4 เริ่มต้นเซ็ตอัพผ่าน Wizard
5. กำหนดอัตราการไหลของน้ำที่รินลงในแก้ว
รูปที่ 5 กำหนดช่วงเวลาในการเติมน้ำลงในแก้ว
6. การสร้างเมชขอใช้เป็นค่า Default
7. เซ็ต Calculation Control Option
7.1 เนื่องจากลักษณะปัญหานี้จะเป็นแบบ Transient จึงต้องกำหนดเวลาที่จะทำการ Simulation โดยเคสนี้กำหนดไว้ 240 วินาที
รูปที่ 6 เซ็ตเวลาในการคำนวณ (Physical Time) 240 วินาที
7.2 กำหนดเรื่องของการเซฟผลลัพธ์
รูปที่ 7 เซ็ตเรื่องการเซฟผลลัพธ์ทุก 0.1 วินาที และกำหนดการเซฟผลลัพธ์ในส่วนของ Transient Explorer
8. ทำการคำนวณ (RUN)
9. แสดงผลลัพธ์เป็น Volume Fraction of Water
รูปที่ 8 แสดงผลลัพธ์ (Volume Fraction of Water) ที่เวลาต่างๆ
ข้อมูลเพิ่มเติม : Simulation
รายละเอียดของแก้วพีทาโกรัสสามารถดูเพิ่มเติมได้จาก YouTube