密閉容器内の液体挙動

密閉容器内の液体挙動

1. はじめに


少量の液体洗剤をこぼすことなくキャップに注ぐ際や、ペットボトルを落とした際に強度が保てるか等、容器内の液体の挙動や重心位置の把握が重要になる場合があります。OpenFOAMはVOF法による多相流の計算が可能であるだけでなく剛体運動を同時に設定できるため、生活用品の設計など、幅広い分野で活用することができます。

本解析事例では、図1に示す円柱の密閉容器に空気と液体を入れ、Z軸周りに一定周期で容器を動かした際の液面の挙動と重心位置について説明します。

なお、計算は3次元-非圧縮-非定常解析でおこないました。

 

        図1 モデル概要

 

2. 計算条件

液体はニュートン流体として定義しました、表1に物性値を、図2に容器の動きを示します。

 



3. 計算結果

図3に液体の挙動を、図4に重心の変化を示します。

 

        図3 液体の挙動

   (上:視点斜め方向、下:視点Z軸方向)

 

・ OpenFOAMは、VOF法と移動物体機能を組みわせる事により、移動する容器内の液体の挙動を解析することができます。

・ 壁面に作用する流体力をテキストファイルに出力することも可能です。構造解析ソフトにマッピングすることで、

流体力による変形や応力を確認することができます。

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