SolidWorks Simulation在卫浴行业的应用

一、卫浴产品的设计背景

    高档卫浴产品的出水一般有花洒式、柔水式、瀑布式、雨滴式以及各种 组合方式，对出水量、出水速度、出水方式、水流形状和结构强度等都有严格要求。传统的产品开发是依经验设计、 样品制造、实验和修改设计的过程循环进行，开发周期长，开发成本高。在现代设计理念中，模型设计以后进行数值分析打破了传统的循环过程，缩短产品开发周期，减少开发成本。

    通常人们认为数值分析涉及到有限元、微分方程数值求解等更多的专业知识，需要在具备强大计算能力的专业软件中才能进行，所以这是专门的计算分析人员才能开展的工作。事实上，随着计算机硬件的发展和计算方法的成熟，数值分析成为设计工程师能够熟练应用的手边工具的阶段已经到来，这就是SolidWorks公司所倡导的设计分析一体化。

图1

    卫浴产品在一定的进水压力下水流的压力梯度状况、流场分布、出水口的水流状态和水流对结构的压力分布状态，直接决定了产品的出水量、出水速度、出水方式、水流形状和结构强度等产品的外在表现参数。Solid Works3D、SolidWorks FloWorks和SolidWorks Simulation的组合能够进行快捷、准确的计算和分析流体状态，以及结构的压力分布情况，并能方便地进行设计修改和优化，以达到设计、分析和优化一体化的目的。

二、设计分析一体化操作界面

    从SolidWork s 软件的界面( 如图1所示)来看，Simulation和Flow Simulation都是与SolidWorks完全集成的插件。因此，在产品设计和分析中， 不需要软件界面上的切换，更不需要进行模型转换，只需点击不同的指令按钮，就可以进行条件设定与分析。同样，在得到分析结果后，要对产品作设计变更，也是在同一界面中修改，然后重新运行算例即可。由于SolidWorks强大的3D设计与分析功能的完全集成， 所以不存在设计模型转换的数据丢失问题，并能够快速对设计模型进行修改， 真正提高设计与分析的优化效率。

    本文以产品的设计、流体分析和结构有限元分析为例，介绍SolidWorks3D、SolidWorks FloWorks和SolidWorks Simulation组合在卫浴行业中的应用。以下模型非正式产品，其参数设定仅是示意。

三、通过Flow Simulation解决流场问题

    1.环境设定