Задание нагрузки в виде гидродинамического давления струи жидкости на стенку

[werymag 9]

Здравствуйте товарищи.

Вопрос может и не совсем сюда, но надеюсь подскажите. Мне для почти классического расчета прочности необходимо помимо разнообразных нагрузок приложить давление от потока жидкости. То есть примерно так 1 так 2 (ну или см картинку)

но для достаточно сложной геометрии. Приложить классическое гидростатическое давление некорректно, так как фигурирует ещё угол наклона поверхности в к потоку жидкости. 

Есть ли способ задать данную нагрузку напрямую в модуле расчета прочности? А если нет, то где и как можно решить задачу для получения соответствующих полей давлений, и так что бы её было относительно просто применить как нагрузки. 

Заранее спасибо!

[Fedor 1 597]

https://dwg.ru/dnl/7282   тут посмотрите стр 28 вроде . Давление свободной струи на твердые стенки ...

Изменено 15 октября 2018 пользователем Fedor

[werymag 9]

4 минуты назад, Fedor сказал:

https://dwg.ru/dnl/7282   тут посмотрите...

Спасибо, конечно, но посчитать давление в каждой конкретной точке поверхности я могу. Особенность в том, что геометрия достаточно сложная с различными и многочисленными переходами плоскостей в сферические/цилиндрические поверхности и наоборот, можно, конечно, разбить её на десяток поверхностей и для каждой посчитать давление, но нет ли иного пути?

[Fedor 1 597]

Если давление разное, то надо же как-то сказать какое оно около поверхности. Если пренебрегать трением при движении  то просто можно задать давление и программа сама определит нормали и переведет в векторы давления и дальше в узловые нагрузки ...

[DrWatson 128]

Может проще всего будет объединить все поверхности, на которые действует давление, в 1 surface, поместить в геометрический центр площадки СК (скорее всего циллиндрическую) и вывести несложный закон распределения давления в этой СК? Там же не должно быть сложного распределения. Задать давление формулой, зависимость от координаты. 

[werymag 9]

В 15.10.2018 в 17:15, Fedor сказал:

Если давление разное, то надо же как-то сказать какое оно около поверхности. Если пренебрегать трением при движении  то просто можно задать давление и программа сама определит нормали и переведет в векторы давления и дальше в узловые нагрузки ...

Немного не понял, давление жидкости как таковое меня не интересует, так как действует со всех сторон на рассматриваемую тонкостенную деталь.

Интересует реакция поверхности от действия потока жидкости. Можно задать давление по направлению, но насколько корректно данное давление будет соответствовать формулам 

 для плоской стенки

 и  для сферической 

 

В 16.10.2018 в 09:01, DrWatson сказал:

Может проще всего будет объединить все поверхности, на которые действует давление, в 1 surface, поместить в геометрический центр площадки СК (скорее всего циллиндрическую) и вывести несложный закон распределения давления в этой СК? Там же не должно быть сложного распределения. Задать давление формулой, зависимость от координаты. 

Геометрия будет сильно несимметрична относительно этой системы координат. Можно разбить на несколько поверхностей и так поступить, но достаточно сложно по причине заметного количества элементарных поверхностей. 

 

[Fedor 1 597]

"Интересует реакция поверхности от действия потока жидкости. Можно задать давление по направлению, но насколько корректно данное давление будет соответствовать формулам  " умножайте давление на нормаль и вспомните 3 закон Ньютона. Формулы обычно дают примерное распределение давления. Главный вектор сил давления должен соблюдаться   :)

Изменено 17 октября 2018 пользователем Fedor

[piden 2 874]

On 10/15/2018 at 4:33 PM, werymag said:

Есть ли способ задать данную нагрузку напрямую в модуле расчета прочности? А если нет, то где и как можно решить задачу для получения соответствующих полей давлений, и так что бы её было относительно просто применить как нагрузки. 

Так и не понял, с чем связана сложность.

Как приложить в программе неравномерное давление к какой-либо криволинейной поверхности? - ответ: из файла по координатам, либо по формуле.

Или как получить это распределение давления от воздействия струи? - ответ: CFD

Что за расчет? Насколько критично точное задание профиля давления? Может там вообще усилие распределенное приложить и норм будет?

[werymag 9]

24 минуты назад, piden сказал:

Или как получить это распределение давления от воздействия струи? - ответ: CFD

 

После некоторого анализа задачи пришел к выводу, что это единственный вариант, так как образуются области пониженного давления за "выпуклыми" частями, которые простой аналитикой учесть уже слишком сложно (их банально посчитать для сложной геометрии аналитически уже становиться сложно).  Проблема в том, что CFD я не очень (да почти никак). 

26 минут назад, piden сказал:

Что за расчет? Насколько критично точное задание профиля давления? Может там вообще усилие распределенное приложить и норм будет?

 

39 минут назад, Fedor сказал:

Формулы обычно дают примерное распределение давления. Главный вектор сил давления должен соблюдаться   :)

Скажем так, для меня как раз важнее максимально точное распределение усилий, нежели правильность суммарного усилия (в допустимых рамках, естественно). Задача решается с учетом ползучести для тонкостенной поверхности и корректное распределение напряжений значит очень много для верного решения (корректной деформации тела во времени). 

Видать придется идти к СФДшникам, а они ужас какие вредные :). 

[Mrt23 173]

6 минут назад, werymag сказал:

Скажем так, для меня как раз важнее максимально точное распределение усилий, нежели правильность суммарного усилия (в допустимых рамках, естественно). Задача решается с учетом ползучести для тонкостенной поверхности и корректное распределение напряжений значит очень много для верного решения (корректной деформации тела во времени). 

если я правильно понял, то у Вас вообще FSI, то есть прочность + CFD, так как стенка будет менять форму.

[werymag 9]

1 минуту назад, Mrt23 сказал:

если я правильно понял, то у Вас вообще FSI, то есть прочность + CFD, так как стенка будет менять форму.

Изменение формы с точки зрения гидравлики в моей задаче пренебрежительно мало, изменение формы важно с точки зрения усилий и контактов. Если кратко - тонкостенная поверхность прижимает тело в потоке горячего теплоносителя, и под действием ползучести усилия, площади контактов могут меняться.

[Fedor 1 597]

Цитата

Задача решается с учетом ползучести для тонкостенной поверхности

Для начала оцените чувствительность по простой модели...