Προσομοίωση στερεού εμποδίου σε ροή ρευστού

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σύγκριση των αποτελεσμάτων από την προσομοίωση της συμπεριφοράς ενός ευλύγιστου στερεού (πολυμερούς υλικού) εμποδίου σε ένα κανάλι ροής ρευστού. Η εργασία αυτή, δομείται ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται επιγραμματικά η δομή και τα κυριότερα είδη των πολυμερών. Στο δεύτερο κεφάλαιο επιχειρείται μια περιεκτική αναφορά στη ρεολογία των πολυμερικών τηγμάτων. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων. Αναφέρονται οι τύποι πεπερασμένων στοιχείων, οι μέθοδοι αυτόματης γένεσης πλέγματος, τα στάδια και τα είδη ανάλυσης που μπορούν να εφαρμοστούν. Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιείται ο σχεδιασμός του δοκιμίου με το σχεδιαστικό πακέτο Solidworks καθώς και η εν λόγω προσομοίωση του στερεού εμποδίου με τα δύο λογισμικά προγράμματα COMSOLMultiphysics και ANSYSWorkbench. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο πραγματοποιείται η σύγκριση και η εξαγωγή των συμπερασμάτων βάσει των αποτελεσμάτων από τα δύο λογισμικά προγράμματα. Τέλος, στο παράρτημα, παρατίθεται το κατασκευαστικό σχέδιο του μοντέλου καθώς και η σχετική βιβλιογραφία πάνω στην οποία βασιστήκαμε.

The aim of this project is the experimental comparison of two specific simulating software (ANSYSWorkbench and COMSOLMultiphysics). The simulation concerns the behavior of a solid bendable object flowing through a channel filled with water. The first chapter concludes a general reference to polymers. The structure and their basic characteristics. The second chapter is a reference to polymer rheology. This chapter concerns the flow behaviour of polymeric liquids. It refers to the variety of behaviour observed in these complex fluids. The third chapter describes the finite elements method (FEM). It refers to the types of finite elements, the way of automatic grid genesis, the steps and the types of the analysis that can be used . In the fourth chapter, at first, using the software Solidworks we design our model (fluid and solid), defining the necessary parameters. Then using the software ANSYSWorkbench and COMSOLMultiphysics we simulate the movement of our solid model through the channel. In the fifth and final chapter we gather all the results from the two simulations, we analyze them and reach useful conclusions. At the end we attache the working drawing of our model and the relevant bibliography we used.