パラメータ設定
プリセット
管内径 D
100 mm
管肉厚 t
5.0 mm
管材料
流体
初期流速 V₀
2.0 m/s
バルブ閉鎖時間 t_c
0.0 s
0 = 瞬間閉鎖（最大水撃）
管長 L
500 m
静圧 P_static
300 kPa
—
波速 a [m/s]
—
ΔP Joukowsky [kPa]
—
P_max [kPa]
—
t_cr = 2L/a [s]
—
P_max / P_static
理論式
圧力波速度（管壁弾性を考慮）：
$$a = \frac{\sqrt{K/\rho}}{\sqrt{1 + KD/(Et)}}$$Joukowsky の水撃圧（急閉鎖 $t_c \le t_{cr}$）：
$$\Delta P = \rho \, a \, V_0$$緩閉鎖（$t_c > t_{cr}$）近似：
$$\Delta P = \rho \, a \, V_0 \cdot \frac{t_{cr}}{t_c} = \rho \, a \, V_0 \cdot \frac{2L}{a \, t_c}$$臨界閉鎖時間：$t_{cr} = 2L/a$
CAE 連携： 配管系の過渡解析（MOC法・FEM流体連成）の初期概算に使用。ANSYS Mechanical / Fluent の FSI 解析前の手計算確認、上下水道・プラント配管設計、蒸気管のウォーターハンマー対策検討に活用。