การใช้งานฟังชั่น Fan ใน Flow Simulation

          ฟังชั่น Fan เป็นอีกเครื่องมือสำหรับกำหนดการไหลเข้าหรือออกของของไหล  คล้ายๆกับการกำหนด Boundary Condition ที่ให้เป็น Inlet หรือ Outlet  ซึ่งในฟังชั่น Fan จะมีความสามารถอยู่ 3 แบบคือ

1. External Inlet Fan  การใช้งานเหมือนกับการกำหนด Boundary Condition ให้เป็น inlet  ซึ่งใช้กำหนดให้มีของไหล  ไหลเข้ามาใน Domain

2. Eaternal Outlet Fan  การใช้งานเหมือนกับการกำหนด Boundary Condition ให้เป็น Outlet  ซึ่งใช้กำหนดให้มีของไหล  ไหลออกจากใน Domain

3. Internal Fan  ใช้กำหนดพัดลมที่ติดตั้งใน Domain เพราะสามารถเลือกทางที่ของไหล  ไหลเข้ามาในพัดลม  และทิศทางที่ไหลออกได้  ยกตัวอย่างเช่น ต้องการวิเคราะห์พัดลมที่ตัวไว้กลางห้องว่าจะทำให้อากาศหมุนเวียนในห้องในทิศทางไหนบ้าง  ก็สามารถใช้ Internal Fan เพื่อกำหนดเป็นพัดลมได้

          

พัดลมที่จะใช้กำหนดเป็น Fan สามารถวาดทางเข้าและออกของลมให้เหมือนของจริง  

หรือวาดแค่ให้มีพื้นที่หน้าตัดเท่ากับพัดลมจริงก็ได้

          จุดเด่นของ Fan คือ สามารถกำหนด Fan Curve ของพัดลมจริงๆ เข้าไปในโปรแกรมได้  ทำให้ผลการวิเคราะห์ถูกต้องมากยิ่งขึ้น

อัตราการไหลของพัดลมจริงๆจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างความดันที่ด้านหน้าและหลังพัดลมด้วย  หากความแตกต่างของความดันมีมาก  จะทำให้อัตรการไหลที่พัดลมทำได้ลดลง  ซึ่ง Fan Curve คือกราฟที่บอกความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลที่พัดลมทำได้กับความแตกต่างของความดัน

          ถ้าใครต้องการใช้ Fan แล้วหาฟังชั่นนี้ใน Flow Simulation Feature Tree ไม่เจอ  ให้ลองตรวจสอบดูว่าได้เลือกฟังชั่นนี้ขึ้นมาหรือยัง  โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

- คลิกขวาที่ชื่อ Project ที่วิเคราะห์อยู่ >> เลือก Customize tree

- คลิกเลือก Fan >> จากนั้นคลิกพื้นที่ว่างในหน้าจอ  เพื่อออกจาก Customize Tree  จะเห็นฟังชั่น Fan อยู่ใน Flow Simulation Feature Tree แล้ว

การเลือก Solver ใน SolidWorks Simulation ให้เหมาะกับงาน

Solver คือ วิธีการคำนวณหาผลลัพธ์ในโปรแกรม SolidWorks Simulation  ซึ่งอยู่หลายแบบให้เลือก  แต่สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบหลักๆคือ Direct และ Iterative

Direct 

เป็นการแก้สมการโดยตรงเพื่อหาคำตอบ  มีความแม่นยำสูงเมื่อวิเคราะห์งานที่มีขนาดเล็กถึงกลาง  และคำนวณได้เร็วเมื่อมี Ram มากพอ  แต่การคำนวณงานที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะต้องมี Ram มากขึ้นอย่างมาก

การคำนวณจะล้มเหลวหรือไม่แม่นยำเมื่อ
- โมเดลไม่อยู่ในสภาวะคงที่ (มีการ Fix หรือ Contact ไม่มากพอ)
- กำหนดโมเดลเป็น Rigid Body
- มี DOF มากกว่า 1 ล้านขึ้นไป

วิธี Direct จะด้อยกว่า Iterative เมื่อ
- วิเคราะห์งานทั่วไปที่มี DOF มากกว่า 100,000 
- วิเคราะห์แบบ Nonlinear ที่มี DOF มากกว่า 50,000
- วิเคราะห์ Thermal ที่มี DOF มากกว่า 500,000 

สำหรับ Solver ที่มีการคำนวณแบบ Direct คือ
- Direct Sparse  
- Large Proble Direct Sparse  เป็นการคำนวณแบบ Direct Sparse ซึ่งจะใช้ Multiple cores ในการคำนวณ  แนะนำให้ใช้ Large Problem Direct Spares ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้การคำนวณแบบ Direct Sparse แต่มี Ram ไม่พอ
- Intel Direct Sparse  เป็นการคำนวณแบบ Direct Sparse ซึ่งจะใช้ Multiple cores  แต่ต้องมี Ram ที่เพียงพอด้วยจึงจะคำนวณได้
- Intel Network Sparse  ใช้กับการคำนวณแบบ Offroad ซึ่งเป็นการใช้คอมพิวเตอร์ในวง Network ช่วยคำนวณ

Iterative 

เป็นการคำนวณแบบทำซ้ำเพื่อหาคำตอบ  โดยใช้วิธี Implicit integration ซึ่งจะสันนิษฐานและประเมินข้อผิดพลาดของคำตอบ  แล้ววนหาคำตอบซ้ำไปเรื่อยๆ จนข้อผิดพลาดน้อยมากเพียงพอ  ซึ่งวิธีนี้จะใช้ Ram น้อยกว่าการคำนวณแบบ Direct

วิธีนี้จะไม่แม่นยำเมื่อ
- ใช้ Incompatible Mesh 
- มีการกำหนด External Force หรือ Gravity ในงานวิเคราะห์ Frequency
- มีการกำหนด Base excitation ในการวิเคราะห์ Linear Dynamic
- ในงาน Assembly มีวัสดุที่ค่า Modulus of elasticity แตกต่างกันมาก
- มีการนำอุณหภูมิหรือแรงดันงานการวิเคราะห์ Thermal หรือ Flow Simulation เข้ามาวิเคราะห์ต่อ
- มีการใช้ Circular/cyclic Symmetry
- เป็นงานวิเคราะห์แบบ Nonlinear

Iterative จะด้อยกว่า Direct เมื่อ
- มีการกำหนด Contact แบบ No penetration  โดยเฉพาะการคิดผลกระทบจากแรงเสียดทาน
- วิเคราะห์งานแบบ Mix Mesh ระหว่าง Beam กับ Solid (ถ้าใช้ SolidWorks เวอร์ชั่นต่ำกว่า 2011)
- มีการกำหนด Virtual wall
- มีการกำหนด Pin หรือ Rigid connection
- มีการใช้คำสั่ง Soft Spring

สำหรับ Solver ที่มีการคำนวณแบบ Iterative คือ
- FFEPlus

ขั้นตอนการเลือก Solver 

- คลิกขวาที่ชื่อ Study >> เลือก Properties

- เลือก Solver ที่ต้องการ >> กด OK