基于Fluent仿真模拟及实验条件下楔形流量计流出系数研究
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luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid)2.2 牛顿流体(Newtonian Fluid)和非牛顿流体(non-Newtonian Fluid)2.3 可压缩流体(Compressible Fluid)和不可压缩流体(Incompressible Fluid)2.4 层流(Laminar Flow)和湍流(Turbulent Flow)2.5 定常流动(Steady Flow)和非定常流动(Unsteady Flow)2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动(Supersonic)2.7 热传导(Heat Transfer)及扩散(Diffusion)3 在数值模拟过程中,离散化的目的是什么?如何对计算区域进行离散化?离散化时通常使用哪些网格?如何对控制方程进行离散?离散化常用的方法有哪些?它们有什么不同?3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)5 流场数值计算的目的是什么?主要方法有哪些?其基本思路是什么?各自的适用范围是什么?6 可压缩流动和不可压缩流动,在数值解法上各有何特点?为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难?6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件?有何物理意义?它与初始条件有什么关系?8 在数值计算中,偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别?9 在网格生成技术中,什么叫贴体坐标系?什么叫网格独立解?10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量?及其在做网格时大致注意到哪些细节?11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时,即两块网格不连续时,怎么样克服这种情况呢?12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题:a、没有定义的边界线如何处理?b、计算域内的内部边界如何处理(2D)?13 为何在划分网格后,还要指定边界类型和区域类型?常用的边界类型和区域类型有哪些?14 20 何为流体区域(fluid zone)和固体区域(solid zone)?为什么要使用区域的概念?FLUENT是怎样使用区域的?15 21 如何监视FLUENT的计算结果?如何判断计算是否收敛?在FLUENT中收敛准则是如何定义的?分析计算收敛性的各控制参数,并说明如何选择和设置这些参数?解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么?16 22 什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样的影响?17 23 在FLUENT运行过程中,经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值,此时如何解决?而这里的极限值指的是什么值?修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时,为什么有时候总是出现“reversed flow”?其具体意义是什么?有没有办法避免?如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化?在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响?初始化中的“patch”怎么理解?27 什么叫PDF方法?FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些?30 FLUENT运行过程中,出现残差曲线震荡是怎么回事?如何解决残差震荡的问题?残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响?31数值模拟过程中,什么情况下出现伪扩散的情况?以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免?32 FLUENT轮廓(contour)显示过程中,有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节,特别是对于封闭的3D物体(如柱体),其原因是什么?如何解决?33 如果采用非稳态计算完毕后,如何才能更形象地显示出动态的效果图?34 在FLUENT的学习过程中,通常会涉及几个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对值?参考压力有何作用?如何设置和利用它?35 在FLUENT结果的后处理过程中,如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题?36 在DPM模型中,粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程,如何显示单一粒径粒子的轨道(如20微米的粒子)?37 在FLUENT定义速度入口时,速度入口的适用范围是什么?湍流参数的定义方法有哪些?各自有什么不同?38 在计算完成后,如何显示某一断面上的温度值?如何得到速度矢量图?如何得到流线?39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么?分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型:dbs,msh,cas,dat,trn,jou,profile等有什么用处?44 在计算区域内的某一个面(2D)或一个体(3D)内定义体积热源或组分质量源。
基于FLUENT的建筑排水系统模拟仿真分析Building drainage system simulation analysisbased on FLUENT领 域:环境工程研 究 生: 陈 霞指导教师:刘 志 强企业导师:张 二 禄天津大学环境科学与工程学院2012年05月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。
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同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名: 导师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日中文摘要我国建筑排水系统最早是模仿“苏联”的做法,沿用其设计理念和数据资料作为我国建筑排水系统的理论基础。
由于国内外的管材、管径、连接方式、测试方法以及地处纬度等的不同,国外的测试数据不能完全应用于我国。
因而需要寻找一条新的途径来支撑我国建筑排水系统的理论发展。
近年来,新建了大量的高层建筑,其中还有不少超高层建筑,室内排水系统有待我们进行更深入地探讨和总结。
现有的恒定流理论已不能用来解释建筑排水系统内部非恒定且瞬时流的现象。
并且建筑排水立管内气、水两相流的水力工况等,体现着建筑室内排水的复杂性、多变性,这样对我们进一步理论研究带来困难。
本文将建筑排水系统与计算机技术有效结合,利用计算流体动力学技术进行流体的水力工况分析,并建立数值模型进行模拟仿真,在理论与实际试验中找到了一个合理的契点。
基于FLUENT 的波浪管道热传递耦合模拟CFD 可以对热传递耦合的流体流动进行模拟。
CFD 模拟可以观察到管道内部的流动行为和热传递,这样可以改进波浪壁面复杂通道几何形状中的热传递。
目的:(1) 创建由足够数量的完整波浪组成的波浪管道,提供充分发展条件; (2) 应用周期性边界条件创建波浪通道的一部分; (3) 研究不同湍流模型以及壁面函数对求解的影响; (4) 采用固定表面温度以及固定表面热流量条件,确定雷诺数与热特性之间的关系。
问题的描述:通道由重复部分构成,每一部分由顶部的直面和底部的正弦曲面构成,如图。
图1 管道模型空气的流动特性如下: 质量流量: m=0.816kg/s; 密度: ρ=1kg/m 3;动力粘度:μ=0.0001kg/(m ·s); 流动温度: Tb=300K ;流体其他热特性选择默认项。
流动初试条件:x 方向的速度=0.816m/s ; 湍动能=1m 2/s 2;湍流耗散率=1×105m 2/s 3。
所有湍流模型中均采用增强壁面处理。
操作过程:一、 完整波浪管道模型的数值模拟(1) 计算Re=u H/v=0.816×1/ (0.0001/1) =8160Cf/2=0.0359Re -0.2=0.0359× (8160)-0.2=0.00592590628.00059259.0816.02=⨯==f t C u uy +=u t y/v y=0.00159(2)创建网格本例为波浪形管道,管道壁面为我们所感兴趣的地方所以要局部细化。
入口和出口处的边界网格设置如图。
图2 边网格生成面网格图3 管道网格(3)运用Fluent进行计算本例涉及热传递耦合,所以在fluent中启动能量方程,如图。
图4 能量方程设定条件,湍流模型选择标准k-e模型,近壁面处理选择增强壁面处理。
图5 湍流模型设定材料,密度为1,动力粘度改为0.0001如图。
图6 材料设定设定边界条件,入口速度为0.816,湍动能为1,湍流耗散率为100000。
用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第6部分:楔形装置1 范围本文件规定了楔形装置的几何尺寸和安装在管道中测量满管流体流量的使用方法(安装和工作条件)。
注1:对于特定应用而言,未经标定的楔形装置,其不确定度可能太大,因此可以认为其有必要按照第7章的规定进行实流标定。
本文件规定了标定要求,如果适用,则可在标定过的雷诺数范围内使用。
第7章对于本文件范围之外的类似流量计的标定也有指导作用。
本文件亦提供了用于计算流量并可配合ISO 5167-1:2022规定要求一起使用的相关资料。
本文件仅适用于在整个测量段内流体保持亚音速流动,且可被认为是单相流的楔形装置。
未经标定的楔形装置只能在规定的管道尺寸、表面粗糙度、β(或楔比)和雷诺数范围内使用。
本文件不适用于脉动流的测量。
本文件不涉及未经标定的楔形装置在公称通径小于50mm或大于600mm,或管道雷诺数小于1×104的管道中的使用。
注2:楔形装置的一次装置由特定几何尺寸的楔形节流件组成。
还存在其他类型的楔形装置,但在编制本文件时还没有足够的数据来充分描述这些装置的特性,因此这些装置按照第7章进行实流标定。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 4006 封闭管道中流体流量的测量术语和符号(Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols)ISO 5167-1:2022 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分:一般原理和要求(Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements)注:GB/T 17611-1998 封闭管道中流体流量的测量术语和符号(ISO 4006:1991,IDT)GB/T 2624.1-2006 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分:一般原理和要求(ISO 5167-1:2003,IDT)3 术语和定义ISO 4006、ISO 5167-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
基于Fluent 的调节阀内部流场数值模拟徐宏海1杨丽1詹宁2(1北方工业大学机电工程学院,北京100041)(2北京市埃珂特机电技术有限公司,北京100037)Numerical simulation based on fluent about flow field of control valveXU Hong-hai 1,YANG Li 1,ZHAN Ning 2(1College of Electromechanical Engineering ,North China University of Technology ,Beijing 100041,China )(2Beijing ACT Mechanical &Electronic Tech.Ltd.,Beijing 100037,China )文章编号:1001-3997(2009)07-0214-02【摘要】建立了调节阀内部流场三维模型,采用通用CFD 软件Fluent 对其内部复杂流场进行了三维粘性数值模拟,通过对调节阀流量系数模拟值与理论值的比较,表明应用Fluent 对调节阀进行模拟计算是可靠的,为调节阀结构改进提供了理论依据。
关键词:调节阀;内部流场;数值模拟;流量系数【Abstract 】It established internal 3D flow field of control valve.The numerical simulation of control valve was accomplished with the common software Fluent .By comparing simulation value and theoretical value of flow coefficient ,it is proved that Fluent is effective in the flow field simulating of control valve.It can provide theory basic for the structure improvement of control valve.Key words :Control valve ;Internal flow field ;Numerical simulation ;Flow coefficient中图分类号:TH16,TK414.1+8文献标识码:A*来稿日期:2008-10-121引言研究的电动调节阀主要用于空调、制冷、采暖等楼宇自动控制系统中冷/热水,蒸汽的流量调节。
基于Fluent的有杆泵固定阀流量系数模拟计算王卫阳;万国强;韦欣法;赵兴国;田彩霞【摘要】The lfow coefifcient of standing valve on sucker rod pump is an important indicator to assess the valve lfowing performance and is also a necessary parameter to calculate the valve lfow. At present, there are no special test and calculation formula for lfow coefifcient of standing valve. The Fluent software is used to simulate the process of lfuid passing through the valve, analyze the distribution of internal lfow ifeld when lfuid is passing the standing valve and analyze the effect of lfuid parameters(density, viscosity, velocity)and valve ball opening on the whole process. The lfow coefifcient curves of standing valve were obtained at different openings, providing basis for computation of lfuid lfow into sucker pump on sucker rod pump.%有杆抽油泵固定阀的流量系数是评价阀流通性能的重要指标,也是计算阀流量的必需参数。
fluent 计算出的对流交换系数对流交换系数是研究流体力学中的一个重要参数,它描述了在流体中传递热量或质量的能力。
在许多工程和科学领域中,对流交换系数的准确计算是非常关键的。
对流交换系数的计算通常涉及到流体的性质、流动的类型和流体与固体接触的表面特性。
其中,流体的性质包括密度、粘度和热导率等;流动的类型可以是自然对流、强制对流或混合对流;而表面特性则包括表面形状、表面粗糙度和表面温度等。
在计算对流交换系数时,一种常用的方法是使用流体力学中的无因次化参数,如雷诺数、普朗特数和努塞尔数等。
这些无因次化参数能够将复杂的流体力学问题简化为更容易理解和计算的形式。
例如,在自然对流的情况下,对流交换系数可以通过努塞尔数来计算。
努塞尔数是一个描述流体传热性能的无因次化参数,它可以用来判断流体传热是通过对流还是通过传导来实现的。
对于自然对流,努塞尔数可以通过流体的性质和流动的特征来计算。
另一种常见的方法是使用经验公式来计算对流交换系数。
这些经验公式是通过大量实验数据的统计分析得到的,可以用来估算不同流动条件下的对流交换系数。
这些经验公式通常基于某些假设和简化,因此在具体应用时需要注意其适用范围和准确性。
还有一些计算方法是基于计算流体力学(CFD)的数值模拟。
CFD 可以通过对流体流动的数值求解来得到流动场和温度场的分布,进而计算对流交换系数。
这种方法可以考虑更多的细节和复杂性,但也需要更多的计算资源和时间。
对流交换系数的计算是流体力学研究中的重要内容。
无论是通过无因次化参数、经验公式还是数值模拟,计算出准确的对流交换系数对于工程和科学领域的应用都具有重要意义。
通过不断的研究和实践,我们可以更好地理解和掌握对流现象,为工程设计和科学研究提供更可靠的依据。
基于FLUENT的热力射流调制与流场计算分析软件宋先知;石宇;李根生;胡晓东;吕泽昊;王天宇【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2016(036)0z1【摘要】采用FLUENT进行数值计算是优化设计热力射流钻井方案的重要手段,但FLUENT存在操作复杂、入门困难等问题.利用Visual Basic(VB)平台对FLUENT 进行二次开发,将日志文件作为VB与FLUENT的数据交互接口,建立以井眼和喷嘴直径、工具长度与喷距等参数为变量的热力射流调制与流场几何模型,并优化数据传递过程,设计FLUENT的调用与运行进程判别等关键代码,开发了一套热力射流调制与流场计算分析软件.实现了在交互界面设置参数,调用FLUENT后台运行,最后在交互界面显示模拟结果.该软件简化了FLUENT参数设置界面,保证了计算结果的准确性,降低了FLUENT对使用者的要求并提高了其工作效率,增强了FLUENT的适用性与高效性.【总页数】4页(P315-318)【作者】宋先知;石宇;李根生;胡晓东;吕泽昊;王天宇【作者单位】油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TP311.52【相关文献】1.基于Fluent的可吸收缝合线射流喷嘴的流场数值模拟 [J], 隋修武;王硕;李瑶;胡秀兵2.基于 FLUENT 的高压水射流除锈的流场仿真及射流参数优化 [J], 屈长龙;王喜顺3.基于FLUENT的磨料水射流抛光喷嘴的流场仿真 [J], 王志阳;王凯4.基于ICEM CFD 与ANSYS FLUENT的热力射流喷嘴流场分析 [J], 周建钊;徐肖攀;朱自成;刘宇晨;储伟俊;赖思伟5.基于Fluent的模拟旋转锥形射流计算分析 [J], 王磊;张东速;陈瑞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
安徽工业大学科技成果——利用FLUENT进行三维流
体动态数值仿真
成果简介
近年来,应用黏性多相流理论、空化模型和湍流理论进行包括空泡在内的各种流场的数值研究已有很多发展。
已经利用基于非稳态N-S方程的混合多相流理论和滑动网格技术成功预报螺旋桨等流场周围流场压力等参数以及螺旋桨空泡。
尾流场压力、速度和片空化的数值预报结果与相关实验相比基本吻合,反映了流场特征变化。
下图是空化数值模拟及实验结果。
技术创新点
这里利用计算流体力学软件FLUENT进行二次开发来实现数值计算。
FLUENT软件采用可以使用任意多面体网格的有限体积法。
控制方程中对流项采用二阶迎风格式离散,扩散项采用二阶中心差分格式离散。
速度压力耦合采用适合非结构网格的SIMPLE算法。
使用逐点Gauss-Seidel迭代求解离散方程。
利用代数多重网格加速计算收敛。
方程中物理量残差收敛标准为四阶。
质量守恒连续性(continuity)残差收敛标准为三阶。
假定计算域远场边界条件为稳定均匀的。
为了降低计算的难度,利用单相流的收敛解作为多项流求解的初始值,并将稳态解作为非稳态计算的初始值。
应用领域各种相关流体的数值模拟,包括:船体周围流体数值模拟;螺旋桨空化流场数值模拟;容器内部流场数值模拟;多相流数值模拟;空泡流场数值模拟。