Ciśnienie hydrostatyczne: jak je modelować za pomocą SOLIDWORKS Simulation

Na przykład w zbiorniku wypełnionym wodą ciśnienie hydrostatyczne wywierane przez ciecz na ścianki zbiornika nie jest stałe. Zmienia się ono wraz z wysokością słupa wody.

To jest samouczek dla SOLIDWORKS SIMULATION.

Ciśnienie hydrostatyczne w symulacji SOLIDWORKS

Po pierwsze, ciśnienie hydrostatyczne jest wyrażane jako: P = ρgh

• P: ciśnienie (w N/m2)

• ρ: gęstość cieczy (w kg/m3): 1000 kg/m3 dla wody

• g: przyspieszenie grawitacyjne (w m/s2 lub N/Kg): 9,81 m/s2

• h: głębokość lub wysokość słupa cieczy (w m)

Zatem dla wody P = 1000 * 9,81 * h = 9810 * h

Zatem dla głębokości 10 m wody mamy ciśnienie 1 bar (100 000 N/m2).

W SOLIDWORKS Simulation można używać zmiennych rozkładów sił lub ciśnień. W tym celu należy je wyrazić w układzie odniesienia XY w postaci: P(x,y) = P(a+bX+cY+dXY+eX2+fY2). Układ współrzędnych XY jest definiowany przez "Układ współrzędnych".

Przykład zastosowania do modelowania ciśnienia hydrostatycznego

W poniższym przykładzie narysowałem ćwiartkę zbiornika. Linia podziału jest używana do reprezentowania poziomu wody w zbiorniku. Utworzono "układ współrzędnych", którego początek znajduje się na linii podziału, a oś Y jest skierowana w stronę dna zbiornika. Następnie dodałem płaską podporę na dnie zbiornika, wgłębienie na dnie usztywnienia i warunki symetrii do obliczeń.

Następnie, aby zastosować zmienne ciśnienie do ścian zbiornika, po wybraniu powierzchni należy użyć opcji "Zmienny rozkład". Najprostszym sposobem jest ustawienie wartości ciśnienia na 1. W rzeczywistości, w przypadku zmiennej dystrybucji, wartość ta reprezentuje współczynnik mnożenia P, który pojawia się w poprzednim równaniu. Następnie wystarczy wprowadzić współczynnik Y i pozostawić wszystkie pozostałe na poziomie 0. W naszym przykładzie Y reprezentuje wysokość słupa wody, która waha się od 0 do 2,3 m.

Po zatwierdzeniu ciśnienia można zauważyć, że rozmiar symboli ciśnienia wzrasta wraz z głębokością zbiornika. Poniżej znajdują się wyniki dotyczące naprężenia i przemieszczenia.