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    DN15旋進旋渦起旋器的計算模型

    點擊次數:447 發布時間:2017-04-16
     DN15旋進旋渦起旋器的計算模型  
    流體力學控制方程和湍流模型  
        DN15旋進旋渦起旋器的流體動力特性可以用流體力學基本方程描述如下。  
        連續性方程與動量方程[13,14]:  
        式(1)(2)中:p—靜壓;ui—流動速度;f—質量力,τij—應力張量。  
        DN15旋進旋渦起旋器內部為湍流流動,需引入湍流模型。標準的k2ε湍流模型用于強旋流或帶有彎曲壁面的流動時,會出現一定失真,因此本文選用RNGk2ε湍流模型。湍流模型和相關方程在文獻[11]中有詳細說明,感興趣的讀者可參考這篇文獻。  
        仿真模型的建立與計算過程  
        DN15旋進旋渦起旋器仿真物理模型,計算區域總長度為447mm,網格劃分采用的是非結構化混合網格,在局部流動復雜部分對網格進行加密。網格數大約為80萬。在旋進旋渦流量計的流通管道上設置五個壓力檢測截面1,2,3,4,5。截面1位于擴張段的中部,截面2位于擴張段上游5mm處,截面3位于擴張段上游10mm處,截面4擴張段上游15mm處,截面5位于擴張段下游5mm處。分別在每個截面距壁面6mm處設置對稱兩點作為壓力脈動信號采集點。  
       本項工作采用了Fluent流體力學計算軟件。計算流程和條件參數設置如下:  
        選用3d解算器;求解模型Solver設置為非耦合隱身算法,并設置為非定常流動。湍流模型是RNGk2ε湍流模型。設置流體物理屬性:選擇空氣密度1。225kg/m3。  
        邊界條件:入口設為速度入口;出口邊界條件設定為壓力出口;壓力值固定為1個大氣壓(101325Pa);管壁及  DN15旋進旋渦起旋器表面設為無滑移邊界條件。  
        流量從10m3/h開始,然后取20m3/h,40m3/h,再每間隔40m3/h取一次(80m3/h,120m3/h,160m3/h,200m3/h和240m3/h),計算中對非定常迭代時間步長的選取需注意要比脈動周期小得多,小于1/10脈動周期。
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