【CATCFDzero Tips】物体にかかる力を出力する方法

オンライン流体解析CATCFDzeroのTips集のページです。

物体にかかる力

物体が流体から受ける力を算出します。物体表面の各境界セル面にかかる力${\bf F}$は、圧力と壁面せん断応力の合力で計算されます。

$${\bf F} = {\bf F}_p + {\bf F}_s  \tag{1}$$

ここで、圧力による力は、

$${\bf F}_p = p A {\bf n} \tag{2}$$

壁面せん断応力による力は、

$${\bf F}_s = - \tau_w A \frac{{\bf v}_{||}}{|{\bf v}_{||}|} \tag{3}$$

ここで、$p$:圧力、$A$:境界セル面積、${\bf n}$:境界面の単位法線ベクトル、$\tau_w$:壁面せん断応力、${\bf v}_{||}$:境界面に平行な速度ベクトル

で計算しています。

物体全体にかかる力は、(1)式の${\bf F}$の合力で計算できます。

力の出力方法

次のような翼(ソリッドで定義)に働く力を出力してみます。

翼まわりの流れ

力の出力は、、[詳細設定タブ]の[拡張機能]の[E5]に

1

を入力します。

CATCFDzero拡張機能

計算を実行すると、計算結果の[出力]タブの最後に、次のように力の情報が出力されます。

CATCFDzero力の出力

力は、境界(Boundary)、ブロック(Block)、ソリッド(Solid)の各要素ごとに出力されます。

この例ではソリッドで物体を定義したため、Solid 1の欄を確認します。

CATCFDzero力の出力

せん断力(Shear force)、圧力(Pressure force)、合計(Total force)で、x方向、y方向に分けて出力されます。

物体にかかる力の合計は、x方向に320.63N、y方向に2120.8Nであることがわかります。力の単位は[N]ですが、2次元のため単位長さあたりになっていることにご注意ください。

この例では、x方向の力は翼に働く抗力、y方向の力は揚力になっています。


マニュアル目次へ

スポンサーリンク
科学技術計算のご相談は「キャットテックラボ」へ

科学技術計算やCAEに関するご相談、計算用プログラムの開発などお困りのことは「株式会社キャットテックラボ」へお問い合わせください。

お問い合わせはこちら

フォローする