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Strömungssimulation auf der 3DEXPERIENCE Plattform
Autor Thema:  Kollision/Zusammenstoß von 2 Strömungen (1442 mal gelesen)
Onur5291
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Bilder.zip

 
Hallo Leute,

und zwar konstruiere ich derzeit eine Kamerahalterung, die in einer CNC-Fräsmaschine eingesetzt werden soll.
Die Konstruktion an sich ist eigentlich schon so gut wie fertig. Da bei den Bearbeitungsvorgängen in der CNC-Fräsmaschine auch Kühlschmierstoff eingesetzt wird, musste ich mir auch natürlich etwas ausdenken, wie ich die Kameralinse vor den Tropfen schützen kann, sodass kein verschwommenes Bild bei der Aufzeichnung entstehen kann. Da die Linse empfindlich gegenüber den Kühlschmierstoff reagiert, habe ich über der Linse ein Plexiglas angebracht.
Mithilfe einer Druckluftströmung möchte ich dieses Problem nun beheben. Das Druckluft soll die Tropfen des Kühlschmierstoffes von der Plexiglasoberfläche abperlen lassen.
Leider habe ich aber noch ein kleines Simulationsproblem. Ich habe noch nie bei SolidWorks eine Strömungssimulation durchgeführt und hab auch ehrlich gesagt keine Ahnung wie ich dieses Problem dem Programm definieren bzw. übergeben soll.
Dazu lade ich mal am besten die beiden Bilder dazu hoch, damit ihr mein Prinzip nachvollziehen könnt.
Auf Bild b sind die entsprechenden Komponenten dargestellt.
Für den Druckluftdurchfluss habe ich eine Komponente konstruiert, mit einer inneren Führung. Zunächst soll die Luft durch die kreisförmige Öffnung durchströmen und durch die Langlochförmige Öffnung austreten (siehe Bild a).
Der Druck soll so eingestellt werden, dass eine entsprechende Geschwindigkeit erreicht wird, die es ermöglicht, die Tropfen des Kühlschmierstoffes wegzublasen. Die Fragen die ich nun habe:
1. Ist so eine Simulation bei SolidWorks überhaupt möglich? Falls ja, wie gehe ich da am besten vor? So ein Anstoßtipp dazu wäre ganz nett.
2. Man müsste ja auch die Geschwindigkeiten der Kühlschmierstoffe kennen, die auf die Plexiglasoberfläche aufprallen würden. Frage dazu, würden diese überhaupt auf die Oberfläche auftreffen oder kann bei einer gewählten Geschwindigkeit des Druckluftes der Aufprall der Tropfen verhindert werden und die Tropfen schon entsprechend vorher weggeblasen werden? Also ich verfolge eher das zweitgenannte. Ich möchte vermeiden, dass die Tropfen überhaupt auf die die Plexiglasoberfläche auftreten können.
Achja, die Plexiglasoberfläche befindet sich nicht exakt auf derselben Höhe wie die Öffnung des Luftdruckaustrittes, sondern leicht unterhalb davon (um halben Millimeter versetzt).
Es wäre echt sehr nett wenn mir da jemand helfen könnte.
Zur Projektfertigstellung habe ich noch gut einen Monat Zeit.
Vielen Dank im Voraus.

MfG
Onur


[Diese Nachricht wurde von Onur5291 am 02. Jan. 2018 editiert.]

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freierfall
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- das wäre indirekt ein Vermischen zweier verschiedenen Medien und das geht so nicht.

- was du machen kannst, ist nur eine Luftströmungsbetrachtung und dann an der Oberfläche die Geschwindigkeit messen und damit entscheiden oder es wegfliessen wird oder nicht.

herzlich Sascha

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Onur5291
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Hallo Sascha,

vielen Dank erst einmal für die schnelle Antwort.
So wie ich das jetzt aufgenommen habe, wäre sowas dann auch beispielsweise bei anderen FEM-Simulationssoftwares nicht möglich (z.B. ANSYS)?
Das Problem ist echt sehr speziell, ich dachte mir schon das es echt sehr schwierig vielleicht auch garnicht möglich sein wird, diese Problemstellung einem Programm zu übergeben.

Das mit der Luftströmungsbetrachtung hört sich gut an. Ich müsste glaube ich dann an der Oberfläche eine Gleichung aufstellen, die Geschwindigkeit, Dichte und Querschnitt des Druckluftes und die des Kühlschmierstoffes berücksichtigt. Das wäre so meine Idee.
In diesem Fall tritt meine ich die Kontinuitätsgleichung ein. Das heißt das Produkt aus den 3 eben genannten Faktoren muss vom Druckluft größer sein als das vom Kühlschmierstoff. So würde dies meiner Meinung nach Sinn machen.

Danke.

MfG
Onur


[Diese Nachricht wurde von Onur5291 am 02. Jan. 2018 editiert.]

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freierfall
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Guten Morgen, dies mal nur kurz:

CFD = Strömungssimulation
FEM = Kräfteberechnung

Ansys kann beides klar. Was ich meinte ist, du kannst eine CFD Simulation fahren und die Kraft damit rausbekommen oben auf dem Schutzglas. Dann kannst du entscheiden ob das ausreicht.

Damit du eine Düsenfunktion mit in deiner Konstruktion bekommst, muss der Austrittsquerschnitt kleiner sein als der Eintrittsquerschnitt. Rein gefühlt, aus deinem Bild ist das gerade nicht der Fall. Wie gross der Unterschied sein muss bei Luft kann ich nicht so sagen. Aber kaufe doch einfach eine Druckluftdüse und schraube Dir die da an.

herzlich Sascha

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Duke711
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Bezüglich Ansys, mit Fluent sind Mehrphasenströmungen möglich.

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Onur5291
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Zitat:
Original erstellt von Duke711:
Bezüglich Ansys, mit Fluent sind Mehrphasenströmungen möglich.

Danke für die Antwort!
Mit SolidWorks wären Mehrphasenströmungen also nicht möglich? Auch nicht mit dem Tool "Flow Simulation" von SolidWorks?
MfG
Onur

[Diese Nachricht wurde von Onur5291 am 03. Jan. 2018 editiert.]

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Onur5291
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Zitat:
Original erstellt von freierfall:
Guten Morgen, dies mal nur kurz:

CFD = Strömungssimulation
FEM = Kräfteberechnung

Ansys kann beides klar. Was ich meinte ist, du kannst eine CFD Simulation fahren und die Kraft damit rausbekommen oben auf dem Schutzglas. Dann kannst du entscheiden ob das ausreicht.

Damit du eine Düsenfunktion mit in deiner Konstruktion bekommst, muss der Austrittsquerschnitt kleiner sein als der Eintrittsquerschnitt. Rein gefühlt, aus deinem Bild ist das gerade nicht der Fall. Wie gross der Unterschied sein muss bei Luft kann ich nicht so sagen. Aber kaufe doch einfach eine Druckluftdüse und schraube Dir die da an.

herzlich Sascha


So wie ich das jetzt verstanden habe, wäre das mit SolidWorks also nur so möglich, wie du es beschrieben hast, sprich Mehrphasenströmungen bzw. das Vermischen mehrerer Medien ist hier nicht möglich.
Ich müsste eine Luftströmungsbetrachtung durchführen und später an der Oberfläche die Geschwindigkeit bzw. Kraft ausmessen.

Wäre das Vermischen mehrerer Medien bei ANSYS denn möglich, also könnte ich das Problem dort vollständig dem Programm definieren, ohne das ich selber irgendwie etwas messen und rechnen muss? Die Lösung von so einer Software wäre doch genauer und auch wissenschaftlicher.
MfG
Onur

[Diese Nachricht wurde von Onur5291 am 03. Jan. 2018 editiert.]

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erstellt am: 04. Jan. 2018 07:35    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Onur5291 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Onur,

Ab SOLIDWORKS 2018 können freie Oberflächen in Flow Simulation berechnet werden (http://help.solidworks.com/2018/german/whatsnew/c_free_surface.htm).
Dabei sollten die jeweiligen Bereiche jedoch zusammenhängen (Füllvorgänge, Umströmen, Schwappen). Die Oberflächenspannung bleibt unberücksichtigt.
Für die beschriebene Aufgabe (Tropfen sollten möglichst gar nicht erst auf die Plexiglasoberfläche auftreffen) liefert eine Partikelstudie womöglich wertvolle Einblicke. Damit kann das Verhalten von in ein Strömungsfeld eingebrachten kugelförmigen Partikeln aufgrund ihrer Masse untersucht werden.

Viele Grüße,
Kilian

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