ウォーター ハンマー現象
このデモでは、Isothermal Liquid ライブラリを使用して、長いパイプで発生するウォーター ハンマーをモデル化する方法を示します。パイプ内の流れが安定するようにゆっくりとバルブを開いた後、すばやくバルブを閉じます。急にバルブを閉じることで、ウォーター ハンマー現象が発生します。ウォーター ハンマー防止器で圧力スパイクを抑制します。
バルブは Variable Local Restriction (IL) ブロックを使用してモデル化され、パイプは Pipe (IL) ブロックを 2 つ使用して 20 のセグメントに分割されています。パイプを多くのセグメントに分割すると忠実度は向上しますが、シミュレーションのパフォーマンスが低下します。ウォーター ハンマー現象を再現するには、パイプ内の動的圧縮率と慣性の両方をモデル化する必要があります。ウォーター ハンマー防止器は Gas-Charged Accumulator (IL) ブロックを使用してモデル化されています。ウォーター ハンマー防止器の有効と無効の切り替えは Variant Connector ブロックで行います。
モデル
Scope からのシミュレーション結果
次の図は、ウォーター ハンマー防止器を無効にした場合に、バルブを急に閉じることによって発生する圧力の衝撃波とその振動を示しています。
パワー スペクトル密度
Simscape ログの結果のアニメーション
次のアニメーションは、ウォーター ハンマー防止器を無効にした場合に、バルブを急に閉じることによってパイプラインに沿って発生する圧力の衝撃波とその振動を示しています。
Simscape ログからのシミュレーション結果
次の図は、パイプの中間点の圧力と流量について、ウォーター ハンマー防止器を有効にした場合と無効にした場合で比較したものです。
