在学术探索或项目实践时
是否为如何准确分析流体动力学问题困扰？
是否在面对众多专业软件时不知如何选择？
不用焦虑！不用迷茫！
来自化学与化工学院的周军同学特意为大家带来了
"Soildworks Flow Simulation"
软件的使用指南！
帮助大家轻松掌握流体模拟分析的核心技能
为学术研究和项目实践提供有力支持
助你们在科研道路上更进一步！
01Soildworks
FlowSimulation
是什么？
Ⅰ.
SoildWorks
Flow Simulation的定义
Soildworks Flow Simulation 是众多流体仿真软件中的一种，是 Soildworks （以下简称“SW”）建模软件系统下的一款实用类工具（为机械工程、汽车工程、航空航天工程、能源与环境工程、建筑与环境科学、流体动力学以及仿真技术等多个学科专业提供服务）。SW Flow Simulation 是集成在 SOLIDWORKS 3D CAD中的通用流体流动和热传递仿真工具。这款 3D 设计仿真工具强大的原因在于可以模拟低速和超音速流动，支持实现真正的并行工程，使每位设计人员都能执行关键的流体流动和热传递分析。此外，SW Flow Simulation 还支持模拟风扇和旋转零部件对流体流动和加热及冷却零部件的影响。
Ⅱ.
SoildWorks
FlowSimulation的功能
SW Flow Simulation能帮助使用者快速、轻松地模拟设计内部和四周的液体和气体流动，以便计算产品性能和功能，具体功能如下：
1.流体流动模拟分析：支持低速和超音速流动模拟，可以分析最多十种不同类型的流体（液体、气体/蒸汽、真实气体、非牛顿液体和可压缩液体）的流动。
2.支持热传递分析：可以计算隔热板的热流动近似值或在固态本体中的热流动，支持指定不同的热来源类型，并可以定义专用的材料。
3.支持多种初始设定与边界条件：在开始计算前，Flow Simulation提供多种初始设定选项，如温度、压力、流速等，用户可以根据需要灵活设置。同时，还支持设定各种边界条件，如入口和出口的流量、速度、压力等。
4.模拟结果可视化与优化：模拟结果可以通过 SW 软件中的可视化工具进行展示，方便用户观察和分析。用户还可以根据模拟结果对设计进行优化，提高系统性能和效率。
Ⅲ.
SoildWorks
Flow Simulation的优势
SW Flow Simulation凭借其集成在3D设计环境中的优势如易用性、高效性和专业性等特点，在产品设计、开发和优化过程中具有显著的优势，具体如下:
1.集成在自身软件：
SW Flow Simulation完全嵌入在 SW 本体中，发生集合修改，保真效果强。设计和 CFD（计算流体力学）模型保持同步，减少了重新同步的工作量并降低了出错的可能性。
2.直观易用、功能强大：
界面直观易用，使用者能够轻松观察到在自己设置的环境条件下的液体和气体流动。无需具备CFD方面的专业知识，即可进行高效的流体流动、热传递和流体作用力分析。
3.能高效处理实体几何与湍流模型：
提供了自动边界网格化功能，无需手动网格化，在不牺牲准确性的基础上，显著缩短了执行时间。独特的湍流模型能够自动确定层流、过渡和湍流流动形态，减少了 CFD 专家调节的需要。
4.可通过虚拟测试验证设计性能：
支持使用者在设计流程的初级阶段模拟流体流动、热传递和流体作用力，从而预测产品性能和功能。同时可以处理多个“假设”情形，帮助快速优化设计，减少返工并提高质量，实现更好的成本控制。
5.提供行业专用工具与模块：
提供了 HVAC（采暖、通风和空调）模块和电子冷却模块等行业专用工具，满足不同行业的需求。
02SWFlow Simulation
如何使用？
Ⅰ.
仿真模拟的基本步骤
在进行软件具体操作前，首先了解进行仿真模拟的基本操作：
▲ 仿真步骤流程图
第一步：确立模拟目的。要思考所需要仿真的模型，是否需要简化优化，明确仿真的目的。
第二步：前处理。前处理是指建立有限元模型。对应在流程图中，为“确立模型和计算领域”阶段、“创建域实体模型”阶段和“划分网络”这三个阶段。这个过程简称为“建模”。而在SW Flow Simulation中，“确立模型和计算领域”以及“创建域实体模型”阶段均可以用SW建模软件解决。而在“划分网络”阶段则需要用专门的SW Flow Simulation 功能完成。
第三步：求解。SW Flow Simulation里有专门的求解器和求解流程。通过设置模型边界条件、求解计算要求等内容，将建模仿真的结果求解。
第四步：后处理。在求解结果完毕后，根据自己的需要来获取自己想要的图片以及结果。并对结果进行分析，判断自己的仿真结果是否理想或者是否符合实际要求；若不符合，根据模拟目的再次思考之前的仿真模型是否需要简化、优化，直至达到满意结果。
Ⅱ.
SW Flow Simulation
安装教程
1.首先确保已经下载并安装了SolidWorks软件
2.下载与SolidWorks版本相对应的SolidWorks Flow Simulation软件安装包，运行安装包，按照提示进行安装
3.安装SolidWorks Installation Manager
4.上述步骤完成后，继续添加评估序列号:
安装完成后，再次启动 SolidWorks 安装管理程序，修改现有安装，根据需要添加 SolidWorks Flow Simulation的评估序列号
5.在SolidWorks中启用SolidWorks Flow Simulation插件：
重新打开SolidWorks软件，点击工具栏中的“插件”选项，在插件列表中，找到SolidWorks Flow Simulation插件，在其前后选项框打勾以启用
安装注意事项：
1.确保在安装过程中关闭所有SolidWorks相关的应用程序，以避免安装冲突。
2.安装完成后，可以通过SolidWorks软件中的插件管理器或工具栏找到SolidWorks Flow Simulation插件，并使用它进行流体仿真分析。
3.如果遇到任何问题或错误消息，请参考SolidWorks官方文档或联系SolidWorks技术支持以获取帮助。
03SW FlowSimulation
软件界面基本功能介绍
以SW2018为例：
1.主页面
SW2018支持中文，进入主页面如下：
▲ SW主界面
可以通过将自己的模型转换为STEP格式输入SW界面里，亦或可以直接在SW软件上对自己想设计的模型进行建模。
2.菜单
当模型建立完毕后，点击图片圈起来的“Flow Simulation”。即可开始对自己设计的模型进行仿真 。
进入Flow Simulation后的上方菜单如图所示：
▲SW Flow Simulation上方菜单
3.向导
当进入Flow Simulation后，选择“向导”菜单，进入“向导”界面。
▲进入向导界面
▲向导界面
在向导界面上填写完的数据后，返回主界面开始对边界条件以及所需要的计算结果进行设计与编程。
4.仿真界面
通过将自己所需要的边界条件、网格划分、以及结果需求进行编辑，得到仿真结果。然后根据自己的需求以及和实际结果的比对，确定最终的仿真结果。
▲仿真界面
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04 SW FlowSimulation
仿真案例演示
分析案例：歧管
问题描述：空气以0.05m³/s的流量进入歧管入口，并从六个出口流出，分析管路内的流体分布以及沿管路红色箭头方向的压力分布。
流体材料：空气
▲案例
仿真模拟步骤：
步骤1：将模型导入SW
▲ 模型导入SW
步骤2：确定流体经过区域
建立封盖，确定设计的流体在仿真目的的流体区间内。
▲ 创建封盖按钮
▲确定封盖
▲检查流体模型
步骤3：开始向导
通过向导确定本次仿真中的基本参数。
▲向导按钮
▲项目名称
▲单位系统选择
（接步骤3）
▲分析类型
▲流体选取
▲初始条件选取
步骤4：设置边界条件
依据自己的实际需求或者在社会实际生产中的实际需要进行边界条件的设置。
▲边界条件按钮
▲边界条件选取结果
步骤5：设置目标
根据需求（速度、温度等）确定自己的目标，进而在后处理部分得到想要的结果。
▲设置全局目标按钮
▲全局目标选取界面
▲全局目标选取结果
步骤6：划分网格
划分网格是SW Flow Simulation进行流体有限元分析的必要步骤。因此好的网格划分，有助于结果更加符合实际以及自己需求。
▲网格划分按钮
▲网格划分设置界面
步骤7：计算
操作步骤示意：
▲运行计算按钮
▲运行界面
▲运行结果显示
步骤8：后处理
在后处理中，将自己需要的图片（如温度云图、速度云图、速度迹线等）通过后处理的模块进行选择，得到自己需求的结果。
▲结果显示按钮
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END
学习建议
SW Flow Simulation操作相较于其他流体仿真软件操作更加简单，能够较短的时间得到仿真结果。但是如果需要更加详细的数据（例如获取努塞尔数），则SW Flow Simulation没有办法完成部分无量纲数的计算，此时建议采用其他仿真软件例如Fluent等。
写在最后
奋楫笃行，臻于至善
谨记“磨刀不误砍柴工”
让“小典”与大家携手
在科研的征途中砥砺前行、追求卓越
祝每位科研人收获满满，大放异彩！
（部分图片来源于网络）
图文 / 周军 李素
排版 / 宋晓玉李素
初审 / 欧阳媛 李毅凤 张欣怡 罗昕钰
复审 / 高韵 刘思成 杜颖彬
终审 / 石春亮
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