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疫情反复,如何科学地保护自己?SOLIDWORKS Flow Simulation 帮助预防传染

2020/6/22 17:13:16

随着5月疫情的减缓,似乎大家都已经可以实现摘口罩行动了,当时在街头和餐馆,我们都可以看到大家都已经放松警惕了,大家都不会戴着口罩。

 

但在6月份开始,北京新发地又出现了新的病例导致大家一下子又开始紧张起来了。各主要娱乐及人群聚集场所又开始戒严。

 

根据国内多位专家的预测,疫情的反复将会是未来一段时间的常态,看起来“摘口罩”与“戴口罩”也会是复工时大家的常态。

 

那么问题来了,当在餐厅或者会议中,出现不得不摘口罩的时候,怎样最大程度地保障自己的安全呢?


SOLIDWORKS Flow Simulation 帮助预防传染

1、瞬态分析


因为打喷嚏动作有瞬间触发的特性,与时间紧密相关,所以不能使用常见的稳态分析,这次我们使用SOLIDWORKS Flow Simulation瞬态CFD分析。


瞬态分析能真实反映物理时间变化过程中流体的运动速度、压力、分布等,更符合实际情况,而稳态分析是模拟很长时间后流体达到稳定以后的流场状态。


通过加载【向导 – 分析类型 – 瞬态分析】设置计算时间即可完成设置。





2、两种流体


显然,在这个仿真模型中,空气是一种流体,喷嚏气体是另一种流体,我们需要在SOLIDWORKS Flow Simulation中设置两种流体参与计算


通过加载【向导 – 分析类型 – 默认流体】即可完成设置,其中喷嚏流体需要自定义完成。





3、入口速度相关性


从人的口或鼻中出来的流体具有瞬时性,即速度与时间相关,因此我们需要在入口速度边界条件中设置速度与时间相关。


设置方式【边界条件 – 入口速度 – 流动参数 – 相关性】





4、局部网格细化


整个房间包含多个人体3D模型,而我们关注的是打喷嚏的人周围的流场分布,因此我们可以将打喷嚏的人的口和鼻子周围网格细化,其他区域采用常规网格以减少计算量。


设置方式【网格 – 插入局部网格】

 


5、流体体积分量


如何在结果中查看喷嚏流体在房间中的分布?在多流体仿真中,结果后处理时我们可以通过显示流体的质量分量或体积分量来显示某种流体在空间中的分布。


设置方式【结果 – 切面图 – 等高线 – 选择质量分量 】



6、分析思路回顾


在此模型中,我们首先进行人体相距1米时,喷嚏流体飞沫在房间中的分布,然后更改模型再计算人体相距2米时的流场。因此会涉及两个不同几何空间模型的CFD仿真。


SOLIDWORKS Flow Simulation与SOLIDWORKS三维建模紧密集成,可以很方便地进行3D模型的修改,并且SOLIDWORKS Flow Simulation中可以自动识别流体域而无需提取流体空间划分网格,模型修改以后可以马上提交计算而不用重新再做设置。


所以在SOLIDWORKS Flow Simulation中进行模型修改和重新计算、结果比较等操作,会非常方便快捷。





借助一体化的设计和易用的功能,就算是新手用户,也可以非常方便地操作和使用SOLIDWORKS Simulation。

 

但是简单并不代表简陋,SOLIDWROKS Simulation将高深的仿真操作进行了简化,但依然还需要我们了解真实的物理状况和结果预期参数,以便合理地设置边界条件和网格等,才能使仿真模拟与实际情况吻合得更好。



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