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厉害了,我的锦囊——丢石子

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admin 发表于 2018-4-30 15:35:31
图片1.png

小时候,我们都玩过丢石子的游戏,贴着水面仍出石子,有时还能在水面跳几下。现在想想也是回味无穷,充满乐趣。当时丢石子,每个人都有最好的纪录,每天都有输有赢,但是什么因素导致每个人每次扔的距离不同呢?

记得初中物理中讲过抛物线,我们将速度分解成水平与竖直方向的两个分速度,根据垂直速度来计算时间,水平速度来计算距离,这样,就可以算出抛出的距离了。但是这样的操作忽略了一个重要因素—空气阻力。在面对形状不规则物体(石头)的时候,如何评估它的空气阻力情况?

以下介绍了使用SOLIDWORKS Simulation来进行仿真分析的操作思路。

建立模型
打开SOLIDWORKS,建立如下模型(模型随意绘制):
图片2.png
仔细考虑一下,石子形状各异,那么,石子以同样力度被丢出,也就是说石子的初速度相同(现假说一个石子被丢多次),那么,石子出手的角度不同,受到的空气阻力也就不同,那么,我们就从这里入手来分析。

Flow Simulation
接下来,我们打开Flow Simulation来建立一个分析项目:
图片3.png
之后,下一步,使用如下设置:(其他保持默认)

步骤名称
设置选项
单位制
SI(m-kg-s)
分析类型
外部
默认流体
空气
壁面条件
默认
初始条件
速度参数:
X方向的速度:-20
全局网格设置
精度:3
全局目标
力(X)

向导
Flow Simulation会根据向导,帮我们建立好项目,接下来设置计算域,如下图:
图片4.png
Tips:计算域的框定无固定值,风速方向大于物体的5~10倍,非风速方向大于物体的3~5倍。

添加分析目标:力(X),然后直接求解,在求解过程中,我们可以实时观看求解过程:
图片5.png

查看目标图
求解结束后,我们在特征树结果中,找到目标图,右键,添加我们分析之前设置的目标,显示,即可见到所谓的空气阻力;
图片6.png

更改角度
那么,这个角度是不是阻力最小的情况呢?我们可以更改个角度再进行分析,回到SOLIDWORKS特征中,我们新建一基准轴(右视面与上视面交叉),得到如下,之后,我们使用移动/复制实体命令,根据刚刚创建的轴,将模型旋转一个角度;
图片7.png
图片8.png

然后,在弹出的提示中,我们不更改计算域,但重新计算网格,之后便可直接进行计算;
图片9.png

同样,我们可以查看目标图,对边一下,阻力是大了还是小了呢?
图片10.png
Tips:风速,受力数值为0.234,和0.115相比更大,但这还不是最大的受力角度,可继续扩大角度求解阻力最大值。

从不同角度分析
使用这种方法,我们多计算几个角度,就可以很轻易分析出,石子以什么角度出手,才能飞的更远。(但实际丢石子的过程中,远不仅空气阻力这一项因素影响,细心的同学可以尝试模拟练习)

你是不是已经迫不及待要尝试了,赶快查看今天推送的第一篇文章,
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