เปรียบเทียบผลลัพธ์จากการคำนวณมือกับ Flow Simulation

     หลายๆ คนที่เริ่มใช้งานโปรแกรม Simulation มักจะสงสัยว่าผลลัพธ์ที่ได้จากการใช้โปรแกรมจะถูกต้องหรือไม่  วิธีการที่ดีที่สุดที่จะตอบคำถามนี้ได้ คือ ให้เทียบผลการวิเคราะห์กับการทดลองจริง  โดยอาจจะนำงานที่ใกล้เคียงกับงานที่เราต้องการวิเคราะห์ซึ่งผ่านการทดสอบจริงมาแล้ว  มาวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมเพื่อหาว่าการกำหนดค่าแบบใดจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงความเป็นจริงที่สุด  จากนั้นพอมาวิเคราะห์งานที่เราต้องการจริงๆ ก็จะมั่นใจได้ว่าผลการวิเคราะห์ที่ได้นั้นมีความน่าเชื่อถือในระดับหนึ่ง

     ในบทความนี้จะเปรียบเทียบผลลัพธ์จากการคำนวณด้วยสูตรคำนวณ (ซึ่งสูตรที่เราใช้คำนวณมือกันอยู่ล้วนผ่านการพิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้จริง) กับการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Flow Simulation โดยใช้ตัวอย่างงาน Manometer ที่ใช้สำหรับวัดความดันหรือความเร็วของของไหลด้วยการดูความแตกต่างของระดับน้ำในท่อ

ผลลัพธ์จากการคำนวณด้วยสูตร

มีขั้นตอนการคำนวณดังนี้

- หาความเร็วในท่อเล็ก(V2) จากข้อกำหนดที่ว่าของไหลไม่มีการอัดตัว  ดังนั้นอัตราการไหลในท่อใหญ่และท่อเล็กจะต้องเท่ากัน

- จากสมการของแบร์นูลลี่จะบอกได้ว่าความแตกต่างของแรงดันสถิตย์ (Static Pressure) ที่ตำแหน่ง 1 และ 2 จะมีค่าเท่ากับความดันที่ทำให้เกิดความแตกต่างของระดับน้ำ

ผลลัพธ์จาก Flow Simulation

     จะเห็นว่าผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณด้วยสูตรกับ Flow Simulation ไม่ได้ตรงกัน 100%  เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเรียบของผิวท่อ (สูตรคำนวณคิดว่าท่อเรียบลื่น  แต่ในความเป็นจริงหรือในโปรแกรมจะมองว่าผิวท่อทำให้ Flow ไหลช้าลง  ส่วนตรงกลางท่อจะไหลเร็วขึ้นเพื่อรักษาอัตราการไหล), ผลการทบจากโมเดล (ในโมเดลจริงมีท่อ Manometer ต่ออยู่กับท่อหลัก  ทำให้ความเร็วอากาศมีการสะดุดเมื่อผ่านรูท่อ Manometer) เป็นต้น  ดังนั้นจะเห็นว่าการใช้โปรแกรมช่วยจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เกิดจากปัจจัยเล็กๆน้อยๆที่การคำนวณด้วยสูตรมองข้ามไปด้วย  

     ในความเป็นจริงเองเราก็จะเจอกับผลลัพธ์จากการทดลองและการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมไม่ตรงกันเช่นกัน  เพราะมีปัจจัยต่างๆ ที่เราควบคุมได้ยากหรือควบคุมไม่ได้ (ถึงจะไม่เทียบกับโปรแกรม Simulation  แค่ทดลองหลายรอบหรือทดลองโมเดลเดียวกันแต่คนละชิ้น  ก็มักจะได้ผลการทดลองมีค่าไม่เท่ากัน  ทำให้เราต้องมีการทดลองหลายครั้งแล้วหาค่าเฉลี่ย) แต่อย่างน้อยผลลัพธ์ที่ได้ก็มีค่าใกล้เคียงความจริง  อย่างเช่นงานนี้ที่ผลลัพธ์จาก Simulation มีความคลาดเคลื่อนจากผลการคำนวณมือประมาณ 4% (คำนวณจาก (70.31-67.58)/67.58)

วิธีการใช้ Flow Simulation วิเคราะห์ Manometer

รับปรึกษา  สอน  วิเคราะห์งานด้วยโปรแกรม SolidWorks Simulation

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : Simulation Adviser

การตรวจสอบการกำหนด Contact ด้วย Contact visualization plot

     การวิเคราะห์งานประกอบ (Assembly) หรือ Part แบบ Multibodyใน SolidWorks Simulation จะต้องบอกให้โปรแกรมทราบว่าชิ้นส่วนแต่ละชิ้นงานประกอบกันแบบไหนอีกครั้งหนึ่ง เพราะว่า Mate ที่เรากำหนดไว้ในงาน Assembly จะไม่ถูกนำมาคิดใน Simulation (รูปแบบการประกอบหรือในโปรแกรมจะเรียกว่า Contact สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่บทความ "ชนิดของ Contact สำหรับวิเคราะห์งาน Assembly")

     สำหรับการประกอบหรือ Contact ที่โปรแกรมจะกำหนดมาให้แบบอัตโนมัตินั้นคือ Contact แบบ Bond ซึ่งชิ้นงานเชื่อมกันทั้งหมด แต่ถ้าหากเราต้องการกำหนด Contact บางตำแหน่งเป็นรูปแบบอื่น เช่น No penetration ก็สามารถใช้คำสั่ง Contact Set เพื่อกำหนด Contact เฉพาะจุดได้

     ปัญหาสำคัญสำหรับคนที่ต้องวิเคราะห์งานที่ประกอบกันเยอะๆ และมี Contact จำนวนมาก ได้แก่ ลืมไปว่าชิ้นงานส่วนไหนกำหนด Contact แบบไหนไปบ้าง, กำหนด Contact ตรงไหนไปแล้วบ้าง, Global Contact ที่โปรแกรมทำให้โดยอัตโนมัติมีตรงไหนบ้าง เป็นต้น ซึ่งใน SolidWorks Simulation เวอร์ชั่นก่อนๆ เมื่อพบปัญหาก็ต้องมาค่อยๆไล่ดู Contact Set ที่ทำไว้ทีละอันทำให้เสียเวลาในการแก้ไขมาก แต่ใน SolidWorks Simulation เวอร์ชั่น 2014 ได้เพิ่มฟังชั่น Contact visualization plot ที่ช่วยให้เรามองเห็นว่าส่วนใดมีการกำหนด Contact อะไรไปบ้างแล้ว

วิธีการใช้งาน Contact visualization plot

1. คลิกขวาที่ Connection >> Contact visualization plot

2. เลือกชิ้นงานที่ต้องการตรวจสอบ Contact หรือถ้าต้องการตรวจสอบทั้ง Assembly ก็เลือกชิ้นงาน Assembly >> เลือก Calculate

3. โปรแกรมจะแสดงสีบริเวณที่กำหนด Contact โดยแต่ละสีจะหมาบถึง Contact แต่ละแบบ

เมื่อเรามองเห็นตำแหน่งที่ยังไม่ได้กำหนด Contact หรือตำแหน่งที่กำหนด Contact ผิดก็จะช่วยให้แก้ไขปัญหาได้ตรงจุดมากขึ้น

รับปรึกษา  สอน  วิเคราะห์งานด้วยโปรแกรม SolidWorks Simulation

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : Simulation Adviser