“3D数据协同挖掘”

哈喽大家好，我是你们的小象。

上一期说到我们自主研发的净水装置，三维设计过程也有和大家分享。（点击下图可以查看上一期啦👇）

也有说到我们最后更改了净水装置的箱体形状。

那么为什么我们要更改又根据什么来更改了设计？

这就是今天我们要说的，净水装置的仿真过程。

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我们通过Flow Simulation, 预先了解在水箱中水的流场和流动情况，为过滤装置的改进优化提供建议。

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1.带流线矢量图解的流体速度场：通过流体分析，直观显示出全局的流速大小及流动方向。可以从图中读出流场的速度方向及大小分布，影响的关键部位——各滤芯出口（速度最大位置）的管径尺寸对全局压力阻力及流量的影响最为关键；结合图中包括后续图解中，出现大旋涡状的区域，水的交换较差，长期易发生微生物繁殖，在不影响密封条件的情况下，后续设计改进版本需要缩减相关区域的尺寸。

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2.结合上图，（压力原因）PP棉滤芯起粗过滤效果，主要使用区域为下1/3段。上半段可以看出，过滤水在压力下可以从内部反渗出，再次进入原水中，过滤效率产生反复，利用率需要提升（后续可考虑导流结构）。在一定压力的条件下，加压不能明显提高过滤的流量，反而提高能耗，对产品密封性产品更大的挑战，可以通过SolidWorks 流体仿真进一步计算出优化的压力-流量精确参数。

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3. 动画直观显示，流速快慢的区域，及三维的流场流动及分布情况，为复杂流动的改进提供参考。本例较简单，除流动通道外，大部分区域流速很慢。

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（速度流线矢量）

（压力）

（结果数值摘要）

4. 通过流体仿真输出计算结果：压力，流量，速度（根据分析类型还可输出其他参数如温度）。计算结果指标可以用于判断产品设计性能是否满足要求。

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5. 以流体计算得出的压力分布，进行有限元计算，校核产品在压力下的变形，在上下端锁紧固定的条件下的变形结果，中间变形较大，应在中间增强支撑结构，在提高强度的同时，可大幅缓解密封处的压力设计要求

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由此，我们不难发现

•通过Flow Simulation, 计算出水箱中水的流场和流动情况，发现一些没有考虑到的情况，如PP棉滤芯流进流出的情况； 

•由于PP棉滤芯流动通道的特殊性，和水流方向，下半部分的损耗较大（实物测试效果体现比较明显），该处流场流动需要优化，建议在第一级底部通道铺满石英砂袋，提高过滤粗颗粒的效率，平稳水流速； 

•一般认为中部通道流量大（流长最短），三通管中流量不平衡，实际流体分析中，三通管中的流量均衡（原因是多孔介质增加的阻力，实现的平衡） 

•从迹线的动画结果，从入口进入的水在水箱中有足够的静置沉降的时间，保证沉淀的效果。

仿真过程就是这些啦。尽管我们进行了几次更改，版本更迭多次。但是我们都是直接在PDM中更新，方便我们追溯之前的版本。关于PDM，下一期记得来看~

宝象联合实验室 （V信公众号：baoit） 晚上八点半更新，记得来看~

SOLIDWORKS有那么多技能，你不进来学几招再走么？