從噴嘴到排水系統：PreonLab助力洗碗機全流程設計模擬
AVL PreonLab CAE軟體 在洗碗機的設計中能做到?
工程師可以透過 CFD 模擬分析和優化洗碗機設計的許多方面，包括：
優化噴嘴：
了解改變噴嘴幾何參數（尺寸、形狀、位置、數量）對整體噴霧效果的影響，以確保最佳的水分佈和清潔效率。
改進洗碗籃和架子設計：
通過有效利用內部空間來提高洗碗機的容量，例如改變洗碗籃的設計以增加餐具容納量，並優化其放置位置以增加洗碗架的總數。
分析葉輪和管道系統中的流體流動：
模擬洗碗機內部組件（如葉輪和管道系統）中的流體流動，以提取有關流體量、速度以及不同運行條件下這些組件內流體所施加的力的資訊。
優化餐具排列：
從客戶的角度來看，了解洗碗機內餐具的最佳排列方式，以確保常用餐具的最佳清潔效果。製造商可以通過模擬獲得這些資訊，並向客戶提供最佳實踐建議。
SPH和PreonLab的特別優勢是什麼？
- PreonLab CAE軟體 是一款領先的基於粒子的模擬工具，其基於平滑粒子 流體動力學（SPH）方法的PREON®技術，特別適用於涉及自由表面流動的模擬。
- 無網格特性：
PreonLab的無網格特性消除了在每次設計變更迭代後對複雜幾何體進行網格劃分的需要，從而節省了大量時間和精力。 - 一體化工具：
PreonLab是一個一體化工具，可以處理從幾何體導入到模擬設置、後處理和渲染的所有模擬方面。 - 高性能：
PreonLab支持CPU和多GPU上的模擬，以確保最佳的模擬性能。其獨特的隱式公式增加了SPH的固有性能優勢，並允許使用較大的時間步長（CFL 1）進行模擬，而不會影響穩定性。 - Python API（PreonPy）：
PreonLab配備了基於Python的API（PreonPy），允許用戶加載和保存場景、更改屬性、運行模擬和獲取統計資訊，這對於創建多個模擬變體非常有用，由於操作條件、噴嘴幾何形狀、噴臂運動學、流體特性或餐具和碗碟架佈置的變化，創建多個模擬變體可能是必要的。
AVL PreonLab CAE軟體 中的模擬和後處理
• 洗碗機模擬：
AVL PreonLab 可以進行單相和多相模擬，以分析水流和污垢去除。
影片 1 展示了 PreonLab 中單相模擬的一個範例。代表水的流體粒子從噴臂噴嘴噴出，並將水噴灑在固體餐具上。模擬結果使用內建的 PreonRenderer 渲染。
此外，還可以進行多相模擬來分析污垢去除。可以利用牛頓和非牛頓材料特性來模擬餐具上的食物殘渣，並研究洗碗機的清潔效率。
影片 2 展示了模擬中水刀如何清除沉積在某些盤子上的番茄醬狀和南瓜湯狀殘留物的範例。
• 可以獲得哪些見解？
- 濕潤感測器：用於分析噴嘴形狀和方向對水分佈的影響。
- 剛體求解器：模擬噴臂與水之間的相互作用。
- 濕潤感測器和力感測器：用於分析餐具的濕潤程度和剪切力分佈，以確保清潔效率和避免損壞。
- 水坑形成：預測餐具中殘留的液體量，並優化籃子設計或餐具放置。
- 共軛熱傳遞（CHT）：分析清洗過程的熱力學，例如熱水射流對餐具的溫度影響。
總結
AVL PreonLab CAE軟體的廣泛模擬和後處理功能使其能夠分析和優化洗碗機設計和清潔效率的各個方面。其高效的求解器程式碼、無網格要求、多平台支持和便捷的Python API（PreonPy）加速了模擬工作流程，並允許用戶快速模擬各種設計和操作條件。
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AVL Preonlab 的優勢
AVL Preonlab 是一款無網格的 CFD 分析工具，不受限於複雜的前處理過程、或是移動網格的生成手法，對於涉及複雜幾何與動態過程的模擬具有先天的優勢，重要功能特色有以下幾點：
◆ 連續粒子尺寸設置 (Continuous Particle Size, CPS)
◆ 壁面粒子細化功能
◆ 基於 Keyframe 功能的運動規律定義
◆ 通過後處理傳感器 (sensor) ，進行受力、液體分佈、濕壁位置等分析
◆ 基於 Preonlab 的 python API：PreonPy，提升建模與後處理的效率
◆ Preonlab 可以輸出真實感的渲染效果動畫
Advantages of Using PreonLab
PreonLab is a meshless CFD analysis tool that avoids the complexities of traditional preprocessing or the generation of moving meshes. It is particularly advantageous for simulating scenarios involving complex geometries and dynamic processes. Key features include:
◆ Continuous Particle Size (CPS): Enables flexible particle size configurations for enhanced simulation accuracy.
◆ Wall Particle Refinement: Allows detailed resolution near walls for more precise results.
◆ Keyframe-Based Motion Definition: Facilitates the intuitive setup of motion patterns.
◆ Post-Processing Sensors: Analyze forces, liquid distribution, and wet wall locations using embedded sensors.
◆ Python API (PreonPy): Boosts modeling and post-processing efficiency with scripting capabilities.
◆ Realistic Rendering Animations: Outputs high-quality, realistic animations for better visualization.
AVL PreonLab的運作方式
與傳統的計算 流體動力學 ( CFD ) 不同，PreonLab 的模擬採用無網格技術。這不僅簡化了模型的建立過程，也在模擬牛頓流體和非牛頓流體時提供了快速且高效的處理時間。不論您是進行趨勢分析還是尋求精準的預測，PreonLab 都能滿足需求。
在軟體開發過程中，易用性一直是特別重要的考量。因此，PreonLab 被設計成讓每位用戶只需稍加培訓便能直覺地應用於日常工作中。
在不犧牲結果品質的前提下，使開發過程儘可能高效。
How PreonLab Works
In contrast to classical CFD , the simulations in PreonLab are meshless. This not only simplifies model creation. It gives you short and powerful turnaround times when simulating Newtonian and non-Newtonian fluids. Regardless of whether you want trend analysis or precise predictions.
Ease of use was and still is particularly important in the development of the software. Thus, it was designed so that every user can use it intuitively in his daily work with a little training.
The goal has always been: to make development as efficient as possible without compromising on the quality of the results.