OpenModelicaで定常管路網計算の準備（圧力損失の表現）（20260523_オープンCAE勉強会@関西）

2026/5/23 オープンCAE勉強会@関西 OpenModelicaで 定常管路網計算の準備 （圧力損失の表現） 2026/05/23 bushdog

今日の内容 ちょっと前の勉強会で，OpenModelicaを使って管路網計算が紹介されていました （ハーディクロス法やその他計算ソフトとの比較だったと記憶） 流体管路網計算をやってみたいので，その準備をした備忘録です． 圧力損失について調べました． ざっくりしたやりたいことのイメージ（これは今日出てこないです） → 水の入ったタンクから二股分岐が沢山ある配管が出ていて，これの定常状態を知りたい

定常管路網計算における圧力損失  管摩擦による損失 ＋  管路の入口 （拡張）ベルヌーイの式  拡大管  縮小管  ベンドとエルボ  管継手  弁とコック  オリフィス板，ノズルおよびベンチュリ管  分岐管と合流管  管路の出口

圧力損失 ⊿p  管摩擦による損失 局所損失  管路の入口  拡大管  縮小管  ベンドとエルボ  管継手  弁とコック  オリフィス板，ノズルおよびベンチュリ管  分岐管と合流管  管路の出口 日本機械学会，機械工学便覧，日本機械学会（2014）

熱流体ライブラリ（Modelica.Fluid） クラス名 説明 UsersGuide ユーザガイド Examples 熱流体ライブラリの使用例 System 熱流体システムの性質と既定値 Vessels 流体貯蔵要素 Pipes 流体管路要素 Machines 流体力を機械力に変換する機械 Valves 流体制御用バルブモデル Fittings 流体継ぎ手(オリフィス、曲管、流路抵抗など) Sources 流体源 Sensors 流体の理想的なセンサモデル Interfaces 流体用コネクタおよび部分モデル (定常流，非定常流，混流，混相，非圧縮性，圧縮性の各流体に対応) Types 流体モデルの共通物理型 Dissipation 熱および圧力損失特性 Utilities ユーティリティ関数集 Icons アイコン集 平野豊，Modelicaによるモデルベースシステム開発入門，TechShare（2017），p. 104

Pipes（流体管路要素）  管摩擦による損失 StaticPipe 定常 https://doc.modelica.org/om/Modelica.Fluid.Pipes.html DynamicPipe 非定常

• https://doc.modelica.org/om/Modelica.Fluid.Pipes.html

StaticPipe これ使っておけば管摩擦が計算出来そう StaticPipe 定常 DynamicPipeを定常にしたら同じ結果 → StaticPipeみたいなバッファのない部品ばかり使ってると非線形性のために収束が悪くなるから気をつけろ的なこと？ https://doc.modelica.org/om/Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe.html

• https://doc.modelica.org/om/Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe.html

Fittings（流体継ぎ手(オリフィス、曲管、流路抵抗など)）  その他管路における諸損失

SimpleGenericOrifice ⊿p = 0.5*ζ*ρ*v*|v| = 8*ζ/(π2*D4*ρ) * m_flow*|m_flow| 物性 円管直径（円管じゃない場合は4A/P） 損失係数 損失係数の逆算有無 初期値の設定 損失係数計算の設定 ⊿p = RQ|Q| と同じ これ使っておけば 圧力損失が計算出来そう

SimpleGenericOrifice改 実際って体積流量を測ることが多い？ → ⊿p = RQ|Q| としたい

SimpleGenericOrifice改 実際って体積流量を測ることが多い？ → ⊿p = RQ|Q| としたい SimpleGenericOrificeのζを体積流量から計算してあげる ζ = R 2 D 4 / 8 

まとめ 流体管路網計算をしたいので，Modelica.Fluidにおける圧力損失の表現について調べた • 管摩擦は Modelica.Fluid.Pipes.StaticPipe 局所損失は Modelica.Fluid.Fittings.SimpleGenericOrifice を使うと表現できそう • SimpleGenericOrificeを体積流量ベースにして抵抗値で管理する例を示した