Статический расчет

[student07 3]

Всем привет. Начал изучать SW simulation для  написания НИРса. Столкнулся с нетривиальной задачей, и не знаю как поступить. Цистерна испытывают какую-то перегрузку а(экв), допустим продольную. На цистерну будут действовать несколько сил: силы инерции, давление газовой подушки (распирает изнутри), между кожухом и сосудом вакуум (экранно-вакумная изоляция), и давление столба жидкости (зеркало жидкости встанет под каким-то углом). сосуд внутри кожуха закреплен одной подвижной и одной плавающей опорой. Вопрос, как задать ЭТУ нагрузку в комплексе (рассматривая только сосуд, абстрагировавшись от всей конструкции). Буду весьма благодарен!

[vik_q 142]

Так и задавать. Инерционную как гравитацию по осям, давление газа как постоянное давление, давление жидкости как переменное по глубине. Единственное, не помню можно ли переменное давление задавать в произвольной системе координат, или модель придется в глобальной крутить.

Ну и внутреннюю поверхность сосуда придется разделить по линии зеркала, чтобы давление разное приложилось.

[Борман 2 389]

А если подействовать перегрузкой на математический маятник, то это тоже самое, что смоделировать нитку под углом ?

[karachun 2 038]

Создать новую координатную систему с осью, перпендикулярной плоскости жидкости и задавать гидростатическое давление по этой оси.

[vik_q 142]

4 hours ago, Борман said:

А если подействовать перегрузкой на математический маятник, то это тоже самое, что смоделировать нитку под углом ?

В "статическом расчете" да :)

[Борман 2 389]

7 минут назад, vik_q сказал:

В "статическом расчете" да :)

В Хаусе была хорошая цитата..

- МРТ головы показало, что все в порядке. Можно отпускать домой.

- Это имело бы смысл, если бы он был одной большой головой.

[vik_q 142]

3 hours ago, Борман said:

В Хаусе была хорошая цитата..

- МРТ головы показало, что все в порядке. Можно отпускать домой.

- Это имело бы смысл, если бы он был одной большой головой.

Ну, не я так тему назвал :)

 

Что интересно, солид эту задачу и в динамике теоретически решит. Положение свободной поверхности можно вытащить из флоу (максимальную высоту, определяющую давление). Взять максимум на первом колебании и минимум на откате. И линейно во времени менять. Правда, если собственные частоты сосуда с периодом колебаний жидкости совпадут или кратны окажутся этого маловато будет - надо бы и остальные пики просчитать, но прикинуть можно.

Изменено 23 ноября 2019 пользователем vik_q

[ak762 318]

заинтересовала постановка задачи в динамике, а что нибудь подобное из готовых решений типа обучающих примеров не встречали с колебанием жидкости в замкнутом пространстве?

[vik_q 142]

41 minutes ago, ak762 said:

заинтересовала постановка задачи в динамике, а что нибудь подобное из готовых решений типа обучающих примеров не встречали с колебанием жидкости в замкнутом пространстве?

Функционал раздела фаз там появился год или 2 назад. В России он скорее всего только начинает использоваться отдельными энтузиастами. До  бесплатных обучающих примеров ещё года 2-3 :)

Изменено 24 ноября 2019 пользователем vik_q

[vik_q 142]

 

Вот в соседнем разделе давал ссылку недавно.

[ak762 318]

17 часов назад, vik_q сказал:

Взять максимум на первом колебании и минимум на откате

1 час назад, vik_q сказал:

Вот в соседнем разделе давал ссылку недавно.

это я смотрел, не ясно как применительно к цистерне раскачать сосуд т.е. задать первое колебание в замкнутом пространстве

 

 

[vik_q 142]

1 hour ago, ak762 said:

это я смотрел, не ясно как применительно к цистерне раскачать сосуд т.е. задать первое колебание в замкнутом пространстве

 

 

так свободная поверхность это динамический расчет. Задавайте зеркало горизонтально и прикладывайте ускорение по осям. Оно само и раскачается в процессе решения.

[ANT0N1DZE 178]

Можете гуглить что-то типа tank sloshing

[jtok 822]

В 22.11.2019 в 18:22, student07 сказал:

Цистерна испытывают какую-то перегрузку а(экв), допустим продольную.

На практике такие цистерны делят на отсеки. Если объем должен быть общим, отсеки делают сообщающимися (отверстие в отсеке снизу и сверху).

Иначе сила инерции жидкости будет весьма велика и цистерну срывает с опор или, если это молоковоз/бензовоз, его переворачивает.

Изменено 25 ноября 2019 пользователем jtok

[soklakov 1 477]

В 24.11.2019 в 00:58, vik_q сказал:

Положение свободной поверхности можно вытащить из флоу (максимальную высоту, определяющую давление). Взять максимум на первом колебании и минимум на откате

 

17 часов назад, vik_q сказал:

так свободная поверхность это динамический расчет.

торможение и разгон - статический расчет. или, если быть точным, эти переходные процессы можно свести к статике.

положение свободной поверхности всего лишь перпендикулярно действующему ускорению. никакой динамики.

[Victoria 104]

 

В 22.11.2019 в 17:22, student07 сказал:

На цистерну будут действовать несколько сил: силы инерции, давление газовой подушки (распирает изнутри), между кожухом и сосудом вакуум (экранно-вакумная изоляция), и давление столба жидкости (зеркало жидкости встанет под каким-то углом). сосуд внутри кожуха закреплен одной подвижной и одной плавающей опорой. 

Я опять со своим самоваром, в смысле с LS-DYNA.

Практически все эти силы можно учесть и в итоге получить НДС конструкции, моменты инерции тела с жидкостью, реакции опор, скорости, ускорения и т.д.

Можно попробовать в постановке SPH, CESE или ICFD

В сети есть подробные примеры

Изменено 25 ноября 2019 пользователем Victoria

[vik_q 142]

7 hours ago, soklakov said:

 

торможение и разгон - статический расчет. или, если быть точным, эти переходные процессы можно свести к статике.

положение свободной поверхности всего лишь перпендикулярно действующему ускорению. никакой динамики.

Что-то мне кажется, что жидкость в статике дно у неудачной цистерны не вынесет, а в динамике запросто.

 

Кстати, тогда и давление имеет смысл не вручную пересчитывать по максимальной высоте жидкости, а забрать из расчета флоу.

Изменено 25 ноября 2019 пользователем vik_q

[ak762 318]

я тут посмотрел кино, там вообще с анализа движения начинается передача данных во флоу и динамика может даже не нужна будет

 

 

 

[karachun 2 038]

19 минут назад, ak762 сказал:

передача данных во флоу и динамика может даже не нужна будет

Если известно ускорение с которым движется или замедляется цистерна то угол зеркала жидкости относительно горизонта будет atan(g/a). Дальше можно найти положение зеркала исходя из объема жидкости в цистерне а потом приложить гидростатическое давление.

[vik_q 142]

1 hour ago, ak762 said:

я тут посмотрел кино, там вообще с анализа движения начинается передача данных во флоу и динамика может даже не нужна будет

очень интересная связка, спасибо. Я хотел было покритиковать, что постановка так себе - сначала пустую бутылку роняют, а потом ускорения из нее на заполненную передают, но даже в такой постановке результат интересный получается.

 

А про динамику я говорил в контексте Flow в первую очередь. Расчет свободной поверхности там ведется только в динамической постановке.

 

А касательно прочности - на видео хорошо видно (28:01), что Y-компонента силы имеет всплеск (во время первого колебания-удара жидкости), превышающий значение давления от устоявшегося зеркала.

Изменено 25 ноября 2019 пользователем vik_q