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DN15旋进旋涡起旋器的计算模型

点击次数:391 发布时间:2017-04-16
 DN15旋进旋涡起旋器的计算模型  
流体力学控制方程和湍流模型  
    DN15旋进旋涡起旋器的流体动力特性可以用流体力学基本方程描述如下。  
    连续性方程与动量方程[13,14]:  
    式(1)(2)中:p—静压;ui—流动速度;f—质量力,τij—应力张量。  
    DN15旋进旋涡起旋器内部为湍流流动,需引入湍流模型。标准的k2ε湍流模型用于强旋流或带有弯曲壁面的流动时,会出现一定失真,因此本文选用RNGk2ε湍流模型。湍流模型和相关方程在文献[11]中有详细说明,感兴趣的读者可参考这篇文献。  
    仿真模型的建立与计算过程  
    DN15旋进旋涡起旋器仿真物理模型,计算区域总长度为447mm,网格划分采用的是非结构化混合网格,在局部流动复杂部分对网格进行加密。网格数大约为80万。在旋进旋涡流量计的流通管道上设置五个压力检测截面1,2,3,4,5。截面1位于扩张段的中部,截面2位于扩张段上游5mm处,截面3位于扩张段上游10mm处,截面4扩张段上游15mm处,截面5位于扩张段下游5mm处。分别在每个截面距壁面6mm处设置对称两点作为压力脉动信号采集点。  
   本项工作采用了Fluent流体力学计算软件。计算流程和条件参数设置如下:  
    选用3d解算器;求解模型Solver设置为非耦合隐身算法,并设置为非定常流动。湍流模型是RNGk2ε湍流模型。设置流体物理属性:选择空气密度1。225kg/m3。  
    边界条件:入口设为速度入口;出口边界条件设定为压力出口;压力值固定为1个大气压(101325Pa);管壁及  DN15旋进旋涡起旋器表面设为无滑移边界条件。  
    流量从10m3/h开始,然后取20m3/h,40m3/h,再每间隔40m3/h取一次(80m3/h,120m3/h,160m3/h,200m3/h和240m3/h),计算中对非定常迭代时间步长的选取需注意要比脉动周期小得多,小于1/10脉动周期。
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