在solidworks有限元分析中除了结构分析用的有限元模块外，还有一个很有意思的Flow Simulation，Flow Simulation主要用于流体分析，可以分析流体的流场、热传导、多相流等等。和solidworks simulation不同的是，在Flow Simulation中的零件被认为是刚体，我们只关注零件周围的流体如何流动、热量如何传递这些信息。
下面，猫亮设计给大家介绍一下如何使用Flow Simulation的自由面功能模拟动态流动的水。
Flow Simulation的自由面允许我们分析两种不溶的流体，比如液体和气体，而不能分析气体和气体，而且自由面也不能分析两种流体交接面上的相变，比如液体的蒸发。
模型建立
为了模拟Flow Simulation的自由面功能，我们建立下面这个多实体模型。这个模型是一个虹吸管模型，在后面的模拟计算中，我们将模拟水经过虹吸管后的流动状态。
这个模型由四个实体组成，杯子2个、管子1个、水1个。
为了便于大家理解这个模型，将这个模型拆分成以下几个实体。
Flow simulation分析过程
建立算例
流场类型选择外部流场，内部流场只考虑封闭空腔内流体的流动（比如有固定开口的封闭空间），外部流场为开放型流场，可以同时考虑空腔内部和外部的流场。
自由面功能属于流场的瞬态分析，开启自由面功能时系统会自动开启瞬态分析。自由面的使用需要重力的参与，这里需要根据solidworks的全局坐标系和模型的方向位置，调整重力的方向。
流体选择气体空气和液体水，选择好后点击添加，在项目流体内会出现选择好的流体类型。
壁面条件默认即可，壁面条件主要用于设置壁面的传热条件和壁面的粗糙度，壁面的粗糙度对流体的流动阻力有所影响。
初始条件和环境条件默认状态为下图所示，意思为用于分析的初始流体为1个大气压，环境温度为20度，处于静止状态的空气。
边界条件设置
调出计算控制选项设置。
在计算控制选项中找到保存设置，勾选周期性选项，参数设置中勾选不溶混水、体积分量等等；计算结束时间为10秒。
计算域：表示参与流体计算的范围。根据模型的大小调整计算域的范围。
初始条件设置：在条件中插入初始条件，选择建模中水的模型，勾选禁用固体组件，物质浓度选择水，其余设置不变，这样在流体计算中，前面建立的水的实体模型就会被认为是流体水。
在分析目标中选择空气和水的体积分量的平均值。
网格划分：全局网格采用3级自动划分的方式划分网格。
在全局网格中插入局部网格控制，局部网格中选择前面建立的水的实体模型，网格细化均按3级。全部设置好后，在左侧网格中选择创建网格。
在结果的网格中插入一个网格剖面图，剖面选择XY平面，隐藏所有的实体模型后可以看到划分好的网格。
运行求解及结果处理
计算完成后在结果处使用鼠标右键，切换为瞬态浏览器。
在切面图中插入一个切面图，选择等高线，在等高线中选择不容混水并设置好颜色。
在瞬态浏览器中，我们可以清楚的看到水流动的整个过程。对于其他的后处理功能，大家可以自己试试。
