Как учесть сопротивление среды (воздуха)

[Mikhail43 1]

Добрый день. Изучал в Ansys изучение гашения вибраций, в зависимости от свойств материала и т.д.

Но вот в чем вопрос, как учесть сопротивление среды? Или другими словами, сопротивление среды влияет на гашение вибраций в зависимости от размеров и параметров установки или образцов. Возможно ли это учесть в Ansys WorkBench? Или переходить на другие средства, программы?

 

P.s. если не понятно, могу подробнее описать

P.p.s. понимаю, что возможно тему разместил не туда. Пока не знаю где лучше.

Изменено 15 августа 2017 пользователем Mikhail43

[AlexKaz 1 822]

Не скажу про ANSYS (не припомню специального функционала в Хэлпе), скорее всего подходит для любого МКЭ-кода. В CalculiX с помощью usermat сделали своеобразный "финт ушами", создали изотропный материал типа "воздух" с плотностью 1 кг и жёсткостью ~ 0. При этом остаётся возможность задать любые желаемые коэффициенты демпфирования по Рэлею (т.к. все мы помним, что [C] = alpha [M] + beta [K]). То есть,  получается своеобразная размазанная вокруг конструкции распределённая масса с очень маленькой первой собственной частотой, которая и будет тормозить конструкцию со скоростью "торможения", пропорциональной alpha.

[soklakov 1 475]

7 часов назад, Mikhail43 сказал:

P.s. если не понятно, могу подробнее описать

Описывайте) Есть варианты.

7 часов назад, Mikhail43 сказал:

Возможно ли это учесть в Ansys WorkBench?

К примеру, с помощью акустических элементов. Но может быть Вам понадобится 2-way-FSI, а также 6DOF, да еще c VOF.

7 часов назад, Mikhail43 сказал:

как учесть сопротивление среды?

Соответственно, основной встречный вопрос: а нафига? Не сочтите за нежелание отвечать. Просто от Вашего ответа зависит ответ для Вас.

[Fedor 1 597]

Надо как-то задавать вязкость, чтобы перед членом с первой производной был множитель. Так вроде в механике должно быть. Задание только плотности приведет к изменению массы, то есть и собственных частот системы, а наличие вязкости при неизменной жесткости и массе снижает амплитуду, но вроде не меняет собственных частот...  

[Mikhail43 1]

17 часов назад, soklakov сказал:

Описывайте) Есть варианты.

К примеру, с помощью акустических элементов. Но может быть Вам понадобится 2-way-FSI, а также 6DOF, да еще c VOF.

Соответственно, основной встречный вопрос: а нафига? Не сочтите за нежелание отвечать. Просто от Вашего ответа зависит ответ для Вас.

Может помните тему создавал здесь на форуме про демпфирование при кручении

В данной установке (установка на картинке изображена условно) происходит гашение вибраций за счет внутреннего трения цилиндрического образца. Исследования проводил влияние конструктивных особенностей установки и образцов на гашение вибраций.

Сейчас вопрос стоит: какое влияние оказывает сопротивление воздуха на гашение вибраций. Основное сопротивление в этой установке оказывают башмаки прикрепленные к диску от которых не избавиться, но можно провести исследование в вакууме. Отклонения маятника обычно небольшие, хотя было дело и амплитуда достигала до 5 мм.

 

15 часов назад, Fedor сказал:

Надо как-то задавать вязкость, чтобы перед членом с первой производной был множитель. Так вроде в механике должно быть. Задание только плотности приведет к изменению массы, то есть и собственных частот системы, а наличие вязкости при неизменной жесткости и массе снижает амплитуду, но вроде не меняет собственных частот...  

Смысл примерно понял

[soklakov 1 475]

16 часов назад, Fedor сказал:

а наличие вязкости при неизменной жесткости и массе снижает амплитуду, но вроде не меняет собственных частот...

Меняет. Снижает. Но, как правило, снижение пренебрежимо мало.

 

1 час назад, Mikhail43 сказал:

Сейчас вопрос стоит: какое влияние оказывает сопротивление воздуха на гашение вибраций.

Очень малое.

1 час назад, Mikhail43 сказал:

можно провести исследование в вакууме.

Великолепно.

 

Кажется, с расчетной точки зрения будет эффективнее оценить величину демпфирования со стороны воздуха и запихнуть ее внутрь трения цилиндрического образца. Так дешевле.

Оценку величины этого демпфирования, конечно,можно провести расчетный образом. Можно даже промоделировать повороты стола как жесткого целого и потоки, которые от этого возникают. Но это дорого. Эксперимент в вакууме дешевле.

[Mikhail43 1]

2 часа назад, soklakov сказал:

Кажется, с расчетной точки зрения будет эффективнее оценить величину демпфирования со стороны воздуха и запихнуть ее внутрь трения цилиндрического образца. Так дешевле.

Оценку величины этого демпфирования, конечно,можно провести расчетный образом. 

А можете подсказать литературу или какой справочный материал в этом направлении?

[soklakov 1 475]

1 минуту назад, Mikhail43 сказал:

А можете подсказать литературу или какой справочный материал в этом направлении?

В каком именно, не сообразил?

Хотя все равно литературу подскажу вряд ли.

Что Вы хотите от литературы? Готовых методик решения?

 

[Mikhail43 1]

41 минуту назад, soklakov сказал:

В каком именно, не сообразил?

Хотя все равно литературу подскажу вряд ли.

Что Вы хотите от литературы? Готовых методик решения?

 

Готовые методики это лучший вариант, но понимаю, что такого не будет. А так по принципам расчета. Хотя, попытаюсь и сам поискать.

Спасибо за подсказки

[soklakov 1 475]

16 минут назад, Mikhail43 сказал:

Готовые методики это лучший вариант

У Вас уже есть оценка трения в подшипнике, насколько я понимаю. Максимальный момент трения - М.

 

Максимальная скорость вращения установки - w. Ей соответствует максимальная скорость набегания потока на башмаки - v.

Проведя CFD расчет в стационаре для скорость набегания v, Вы получите тормозящую силу F, которая действует со стороны воздуха на башмак. Эту же силу можно найти по приближенным аналитическим формулам через число Струхаля. Цилиндр - довольно простая форма. Пара сил F - это момент M'.

 

Сравните M и M'.