基于Fluent的电磁阀内部流场的三维仿真与分析

第39卷第1期2721年2月轻工机械Ligii rndustry MachineryVol.39Nc.1Feb.2721［研究•设计］DOI：10.3969/j.issn.1205-2895.2021.01.209基于FLUENT的三偏心蝶阀数值仿真及结构优化霍增辉1董成2,俞经虎1*，刘建新2,韦一心2(1.江南大学机械工程学院，江苏无锡016160；0.无锡斯考尔自动控制设备有限公司，江苏无锡016428)摘要：为了改善三偏心蝶阀的流通性能，课题组应用计算流体动力学技术，建立了三偏心蝶阀的数学模型。

借助数学模型对三偏心蝶阀进行了流场模拟，获得了蝶阀內部压力和速度的分布情况，并且通过计算获得了蝶阀的流量系数和流阻系数;分析了蝶阀的3个偏心值对流量系数和流阻系数的影响。

研究结果表明轴向偏心对于蝶阀的流通性能影响较小，其流通性能主要受到径向偏心和角偏心的影响。

通过正交试验法对3个偏心值进行了优化，获得了蝶阀的最佳3个偏心值的组合方案，该方案增加了流量系数，降低了流阻系数，提高了蝶阀的流通性能。

关键词：三偏心蝶阀；流量系数；流阻系数；正交优化;FLUENT中图分类号:TP776文献标志码：A文章编号：1005-2895(2021)01W447-05Numericai Simulation and5:11(11110Optimization ofTri-Eccedtrie Butterfly Valvv Baser on FLUENTHUO Zeoghuj1,DONG Cheog2,YU Jinghu1*,LIU Jiaoxiu2,WEI Yixiu2(1.Schovi of Mechanical EngineerVa,Jiangnan University,Wuxi,Jiangsu214122,China；7.Wuxt Score Automatic Coutrvl Euuipmeot Cv.,Lth.,Wuxi,Jiangsu214428；ChVa)Abstrach:tn(fder to improve the tow060001X0of tu-6cceatuc buturfle vvlve,the mathematical model of the ecceatrfc butUrVy vvlve was estadlisheb b,using the computational Ouid dyndmics.The internal tow field of the th ecceatrfc butUrVy vvlve was simulateb baseb on the estadlisheb model:and the distridution of the internal pressure and speeb of the butterhe vvlve was odtUnC.The Oow coefficient and Oow resistance coefficient of the butUhSy vvlve were calchlateb and odtUrvd.The Vauence of three ecceatnc vvluvs of butUrUy vvlve on Oow coefficient and Oow resistance coefficient was stuUied and analyzed0The results show that the axial ecceatucity has little effect on the Oow performance of the butUrVy vvlve,and the Oow performance is mdVly affected b,the radial ecceatncity and the angular ecceatUcitv. The three ecceatUcity vvluvs are optimized thronah the ophoponal test and the best combination scheme of the three eccentricity vvluvs of the biitUrhy vvlve is oPtained,which increosvs the Oow coeOicieal,reduces the Oow resistance coefficient and improves the Oow pehormance of the butUrVy vvlve0Kerwrrde:tU-6cceatUc butUhSy vvlve;Oow coeOicient;Oow resistance coeOicient;erthopodal optimization;FLUENT阀杆轴心同时偏离碟板中心及阀体中心,且阀座回转轴线与阀体通道轴线呈一定角度的阀称为三偏心蝶阀。

基于FLUENT的流量控制工具阀的仿真研究刘欣;刘元杰;郭晓亮;张凯【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2018(000)010【摘要】流量控制工具阀通过流体黏度的变化来控制阀门开度,通过碟片相对出口的位置来控制流量控制工具阀的流量大小.通过CATIA简北内流通道三维建模,利用ANSYS ICEM CFD网格划分,导入FLUENT中,模拟仿真来确定其收敛准则,利用其中的求解器对流量控制工具阔稳态性能进行仿真分析.设定不同的流体黏度、流量控制工具阀开度以及结构参数等输入条件,仿真分析获得相应的流场压力、流量大小和黏度适应范围等结果,通过分析流量控制工具阀内流场,验证了流量控制工具阀具有较好的控水增油的效果,以及进一步增强流量控制工具阀的黏度适应性和自适应控制效果.【总页数】4页(P3-6)【作者】刘欣;刘元杰;郭晓亮;张凯【作者单位】大连理工大学机械工程学院振动工程研究所,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院振动工程研究所,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院振动工程研究所,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院振动工程研究所,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TP391.7【相关文献】1.基于AMESim的电液比例方向阀流量控制的研究及仿真 [J], 王立杰2.基于Fluent的悬吊式换流阀本体配水仿真研究 [J], 于海波;刘彬;张晓波;解鹏程;张伟为3.基于自压力反馈的恒流量控制阀振动研究及仿真 [J], 梁利华;孙喜堂;史洪宇4.基于AMESim与Fluent联合仿真的安全阀启溢闭研究 [J], 王阳阳5.基于ANSYSFluent的空调电子膨胀阀仿真分析与研究 [J], 张克鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

机床与液压MACHINE TOOL&HYDRAULICSOct.2019 Vol.47No.202019年10月第47卷第20期DOI：10.3969/j.issn.1001-3881.2019.20.034本文引用格式：魏浪，胡文超,苟睿睿.基于Fluent的不同阀芯结构球阀数值仿真分析[J].机床与液压,2019,47(20):148-151.WEI Lang,HU Wenchao,GOU Ruirui.Numerical Simulation and Analysis of Ball Valve with Different Valve SpoolStructure Based on Fluent[J].Machine Tool&Hydraulics,2019,47(20):148-151.基于Fluent的不同阀芯结构球阀数值仿真分析魏浪，胡文超，苟睿睿(南京机电液压工程研究中心，江苏南京211106)摘要：针对不同阀芯结构的球阀流量特性进行研究。

利用Fluent对球阀进行数值模拟，计算得到小开度范围内不同阀芯结构的阀门前后压降及流量系数随开度的变化关系，随后基于各组件数学模型，在MATLAB/Simulink中建立流体回路模型进行仿真分析。

仿真结果表明：小开度范围内，阀芯作开口处理后的球阀，阀后漩涡回流情况得到改善，球体阀芯采用圆形与三角形开口有利于使流量变化趋于线性。

关键词：球阀；阀芯结构；数值仿真；流量特性中图分类号：TH137Numerical Simulation and Analysis of Ball Valve with Different ValveSpool Structure Based on FluentWEI Lang,HU Wenchao,GOU Ruirui(Nanjing Engineering Institute of Aircraft System,Nanjing Jiangsu211106,China) Abstract:The objective was to analysis the fluid characteristics of ball valves with different valve spool structure.Flow analyses were carried out using Fluent,the variety of pressure drop and flow coefficient against valve opening with different core gap of valve were achieved.Based on the mathematical model,a simulation model was built in MATLAB/Simulink.The simulation results show that the use of triangular and round opening in valve coreinstead of initial valve core can make the flow of whirlpool in the downstream improved,the flux variety linear is benefited from the gap shapes used in vavle.Keywords:Ball valve；Valve spool structure；Numerical simulation；Flow characteristics0前言球阀是由旋塞演变而来的，其阀芯为一个球体，通过球体围绕阀杆轴线旋转90。

【原创】Ansys Flotran做的一个三维流场分析实例(入门级，CFD高手莫入) 三维, Ansys, CFD, Flotran, 流场三维, Ansys, CFD, Flotran, 流场1、打开Main menu下的Preference对话框，进行如图所示的设置(设置的目的是让后面只显示与Flotran有关的菜单和命令，使得工作更方便):317552-Preference-embed.jpg (57.63 KB)1评分次数nwpuyl收藏分享评分回复引用订阅报告道具TO Pzhjberry初级会员帖子67 积分5 仿真币-2 阅读权限20发表于2004-9-2 14:28 | 只看该作者回复：【原创】Ansys Flotran做的一个三维流场分析实例2、建模。

使用第三方CAD软件(如本例)或用Ansys自带的前处理器生成如图所示的几何模型。

方形盒子表示要求解的流场域，机翼有一定后掠角。

本例近似模拟风洞中的吹风模型。

317556-geomodel-embed.jpg (42.43 KB)回复引用报告道具 TOPzhjberry初级会员发表于2004-9-2 14:30 | 只看该作者回复：【原创】Ansys Flotran做的一个三维流场分析实例3、选择单元类型，如下图所示：317559-element-embed.jpg (74.12 KB)帖子67 积分5仿真币-2阅读权限20回复 引用报告道具 TOPzhjberry初级会员帖子67 积分5发表于 2004-9-3 08:30 | 只看该作者回复： 【原创】Ansys Flotran 做的一个三维流场分析实例4、划分网格。

首先进行网格设置，如下图所示。

318022-setmesh-embed.jpg (111.43 KB)仿真币-2阅读权限2回复引用报告道具 TOPzhjberry发表于2004-9-3 08:31 | 只看该作者回复：【原创】Ansys Flotran做的一个三维流场分析实例设置完成以后，单击Mesh按钮，选择实体准备网格划分。

基于FLUENT的翼型管道静态混合器的流场仿真模拟摘要：本文是通过FLUENT[1]来模拟分析翼型管道静态混合器的内部流场，使应用广泛的静态混合器的混合效果得以优化。

简要分析翼片的排数和倾角、翼片的结构以及翼片的排列方式对混合效果的影响。

模拟结果表明：内置3排45°角长翼片错排结构形式的翼型静态混合器综合混合效果较优。

关键词：管道静态混合器；翼片；FLUENT；流场模拟翼型管道静态混合器的混合机理：流体在自身所具有的动能和势能下，以一定的速度沿轴线方向流进混合管，翼型静态混合器内的任意一个叶片将所在周期的流体分成四股彼此独立的流体，这四股流体沿着翼型叶片向相同的轴向的方向分流。

本文中，翼型管道静态混合器中的物料选用两相互不相溶的液体，低速流入静态混合物的翼片元件中，通过FLUENT来模拟分析翼型管道静态混合器的内部流场。

一、静态混合元件结构文献[2]中实验得知：相比矩形翼片，梯形叶片能产生更佳的混合效果，因此首选梯形叶片。

静态混合元件采用薄板内嵌在混合器管道内壁上，在此混合器内壁上定性的画上3排翼片依次等距排列，药剂入口的设计为内插式，为方便混合浓度的测定，需在该翼型静态混合器之后连接一个取样器，本取样器采用静态液-液取样。

二、静态混合器混合效果与长度的关系查阅文献[3]可知，湍流情况下，混合效果与混合长度没有关系。

层流时，混合长度与混合效果有很大关系，一般需要根据混合效果确定混合长度。

本文选用液液互不相溶的两相流体相混合，初设叶片的角度变化范围为0°-180°，在同一截面上等角度的分布4个大小一样的叶片。

流体的流动是低速低压，初步定性混合器长径比L / D=5，内径D i=400mm，管长L=2m。

用FLUENT模拟内部流场，影响两相液体混合效果的因素主要有：1、翼片在管道内部的排数；2、翼片在管道内部与内壁的倾角大小；3、翼片的具体结构形式；4、翼片的排列方式。

fluent流体工程仿真计算实例与应用引言流体力学在工程和科学领域中扮演着重要的角色。

通过流体力学的研究，我们可以了解和预测液体和气体在不同条件下的行为。

然而，在真实的实验中，获取流体的准确和详细的数据是非常困难和昂贵的。

因此，流体工程仿真计算成为了一种重要的工具，它可以在实际实验之前通过计算的方式对流体进行建模和分析。

fluent流体工程仿真计算简介Fluent是一款商业化的流体动力学仿真软件，由ANSYS公司开发。

它是一个基于计算流体力学（CFD）的软件工具，能够对各种复杂的流体问题进行建模和分析。

该软件提供了丰富的功能和工具，使工程师能够模拟和解决涉及流体力学的问题。

流体力学仿真计算的优势与传统的实验方法相比，流体力学仿真计算具有以下几个优势： 1. 成本效益：流体力学仿真计算可以节约大量的实验成本，同时缩短了实验周期。

2. 控制参数的灵活性：在真实实验中，很多参数无法被精确控制，而在仿真计算中，我们可以精确地控制和调整各种参数。

3. 快速修改和优化：在实验中，修改和优化系统需要经历繁琐的实验过程，而在仿真计算中，可以轻松地进行快速修改和优化。

4. 可视化和详细分析：通过仿真计算，我们可以获得流体行为的详细信息，同时可以使用可视化工具展示仿真结果。

实例与应用1. 空气动力学仿真空气动力学是流体力学的一个重要分支，研究涉及空气流动的物体。

通过Fluent软件，我们可以对飞行器、汽车、建筑物等在空气中的流动行为进行仿真。

这样的仿真可以帮助工程师改进设计，提高性能和效率。

在空气动力学仿真中，我们可以通过设置不同的参数和条件，如飞行速度、角度、流体密度等，来模拟不同的飞行状态和环境。

通过仿真结果，可以获得飞行过程中的压力分布、升力和阻力等关键性能指标。

2. 建筑气流仿真在建筑领域中，气流对于建筑物的设计和能源消耗具有重要影响。

通过Fluent软件，可以对建筑物内、外的气流进行仿真。

建筑气流仿真可以帮助工程师优化建筑物的通风系统、改善空气质量、减少能耗。

三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析在工程和生活中，圆管内的流动是最常见也是最简单的一种流动，圆管流动有层流和紊流两种流动状况。

层流，即液体质点作有序的线状运动，彼此互不混掺的流动；紊流，即液体质点流动的轨迹极为紊乱，质点相互掺混、碰撞的流动。

雷诺数是判别流体流动状态的准则数。

本研究用CFD 软件来模拟研究三维圆管的紊流流动状况，主要对流速分布和压强分布作出分析。

1 物理模型三维圆管长2000mm l =，直径100mm d =。

流体介质：水，其运动粘度系数62110m /s ν-=⨯。

Inlet ：流速入口，10.005m /s υ=，20.1m /s υ= Outlet ：压强出口Wall ：光滑壁面，无滑移2 在ICEM CFD 中建立模型2.1 首先建立三维圆管的几何模型Geometry2.2 做Blocking因为截面为圆形，故需做“O ”型网格。

2.3 划分网格mesh注意检查网格质量。

在未加密的情况下，网格质量不是很好，如下图因管流存在边界层，故需对边界进行加密，网格质量有所提升，如下图2.4 生成非结构化网格，输出fluent.msh等相关文件3 数值模拟原理紊流流动当以水流以流速20.1m /s υ=，从Inlet 方向流入圆管，可计算出雷诺数10000υdRe ν==，故圆管内流动为紊流。

假设水的粘性为常数（运动粘度系数62110m /s ν-=⨯）、不可压流体，圆管光滑，则流动的控制方程如下：①质量守恒方程：()()()0u v w t x y zρρρρ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ (0-1)②动量守恒方程：2()()()()()()()()()()[]u uu uv uw u u ut x y z x x y y z z u u v u w p x y z xρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-2)2()()()()()()()()()()[]v vu vv vw v v v t x y z x x y y z z u v v v w px y z yρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-3)2()()()()()()()()()()[]w wu wv ww w w w t x y z x x y y z z u w v w w px y z zρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-4)③湍动能方程：()()()()[())][())][())]t t k k t k k k ku kv kw k k t x y z x x y yk G z zμμρρρρμμσσμμρεσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-5)④湍能耗散率方程：212()()()()[())][())][())]t t k k t k k u v w t x y z x x y y C G C z z k kεεμμρερερερεεεμμσσμεεεμρσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-6)式中，ρ为密度，u 、ν、w 是流速矢量在x 、y 和z 方向的分量，p 为流体微元体上的压强。

实验四、三维环空流动的数值模拟在石油工程，环空内的流动是最常见的一种流动，本实验模拟环空内的牛顿流体和非牛顿流体的流动。

本文旨在学习非牛顿流体模拟的设置，辅助线法构建网格和移动（旋转）壁面条件的应用。

1 物理模型三维环空管长5米，外圆半径0.5m，内小圆半径0.1m，小圆偏心距为0.1米。

流体介质：非牛顿流体。

Inlet：流速入口2m/sOutlet：流出outflow2 数值模拟原理方程求解：采用双精度求解器，定常流动，层流，SIMPLEC算法。

3建立模型3.1 首先建立三维水平放置环空的几何模型Geometry。

如果不利用辅助线而是直接对偏心环空进行网格构造则产生不好的网格。

如下图是对偏心圆无辅助线直接绘制的网格，网格质量差。

故本文采用添加辅助线构建合理化网格。

1）利用geometry/face/create real circular face 生成同心大小圆。

将小圆x方向移动0.1m，形成偏心圆。

2）为了改善环空网格，利用move/copy vertices生成新节点，利用节点添加过两圆心的辅助线。

连接两节点，生成辅助线。

将辅助线扫略（sweep），向z轴正方向sweep 5个单位大小生成辅助面。

其中Sweep Edges 面板中Vector 默认的Magnitude是1m，需要调整到5米。

3）利用面的布尔运算，将小圆从大圆中减去，Face/Subtract Real Faces，生成Face1，得到偏心圆面。

4）为改善网格将得到的偏心面用辅助面分割，再Sweep形成计算域的三维环空。

将分割后的两个面选中做扫略（Sweep）成三维体。

Geometry/volume/sweep Fcae，其中Sweep Edges 面板中Vector 默认的Magnitude是1m，需要调整到5米。

3.2 生成网格，由边到面网格到体网格。

.1）设置大圆和小圆的边节点数interval count为25，辅助线部分节点数interval count 10，完成边网格设置，选中2个面，利用Elements默认Quad，Type：Submap点击应用完成面网格生成。

Hydraulics Pneumatics&Seals/No.12.2010基于Fluent流场数值仿真的管路流量计算张功晖1黎志航2周志鸿1(1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083; 2.广东肇庆爱龙威机电有限公司，广东肇庆526238)摘要：利用Fluent三维单精度求解器，对管路内的三维稳态流场进行仿真，利用后处理工具得到管路体积流量，并将Fluent数值仿真计算的体积流量结果与实测结果进行对比，数值仿真计算结果得到实际测量实验的验证。

关键词：Fluent；管路；流量中图分类号：TH138.52文献标识码：A文章编号：1008-0813（2010）12-0041-03Air-passage Structure Improving of Pneumatic ElectromagneticValve Based on Flow Field Simulation withing FluentZHANG Gong-hui1LI Zhi-hang2ZHOU Zhi-hong1(1.Civil&Environment Engineering School of University of Science and Technology Beijing,Beijing100083,China; 2.Guangdong Zhaoqing L&V Co.,Ltd.,Zhaoqing526238,China)Abstract:This thesis applies Fluent single-precision solver calculate the volumetric flow rate by simulating3D steady flow field of the pipeline,and compares the calculated flow rate and the actual measured result.Key Words:fluent；pipeline；volumetric flow rate0提出问题广东肇庆爱龙威公司构建了如图1所示的管路，管路由一段长为L1=500mm、管内径为D1=4mm的塑料管AB，与一个长度为L2=40.14mm、孔径为D1=1.25mm 的不锈钢零件BC连接而成。

2020年增刊前言水泥工程系统粉体物料的主要输送方式是气力输送，包括气力输送泵，气力提升泵，仓式泵，料封泵，空气输送斜槽等设备。

气力输送系统由气力输送设备和管道组成，在输送过程中，由于粉体和输送管道的相互作用，导致输送过程效率下降，同时粉体颗粒对管道造成冲蚀磨损。

计算流体力学（CFD ）是计算机辅助工程（CAE ）的主要分支，广泛应用于科学研究、工程设计中。

Fluent 是目前国际上通用的商用CFD 软件包，用于模拟复杂条件下的流动、热传递和化学反应。

本文基于Fluent 软件对气力输送管路的弯管两相流场进行了定性仿真模拟，简要介绍Fluent 程序求解步骤，为输送管路的优化设计和复杂流体分析提供理论依据。

1模型建立本文选用某工程输送管道一段80°弯管建立简化模型：弯管内径d =150mm ，弯管半径R =300mm ，进口直段长度500mm ，弯管出口角度80°，出口直段长度500mm ，模型剖面示意见图1。

入口出口50050080°150ΦR 300图1弯管模型基于Fluent 软件平台对流场的模拟包括：（1）前处理器：可以通过GAMBIT 模块建立计算模型、进行网格划分，也可以通过导入其它主流建模软件模型或中间格式，使用Fluent Meshing 模块划分网格；（2）求解器：基于Fluent 进行参数设置和求解计算。

求解器是流体计算软件的核心．可对基于非结构化网格进行求解；（3）后处理器：通过对计算结果的后处理，实现图形图表化的输出显示。

本次使用SolidWorks 软件3D 建模，导入FluentFlow Meshing 模块进行划分网格，网格划分质量会直接影响到计算结果。

为了平衡计算工作量和计算的准确性，此次计算共划分弯管六面体网格数量75540个。

经检查网格质量良好，见图2。

图2弯管网格模型2求解计算粉体颗粒随高速气流在管道里流动，气体是连续相，粉体是离散相，这是典型的气固两相流模型。

基于FLUENT的通海阀蒸汽吹扫仿真分析作者：翁武秀张高源滕媛媛李璐瑶来源：《计算机辅助工程》2022年第01期摘要：为研究蒸汽吹扫过程中在阀门关闭时其内部的气液流动情况以及温度场变化状态，使用Ansys/FLUENT软件分析阀门内部的气液两相流和温度场的变化，以此仿真高温蒸汽排水和热传导的过程，并利用热-流-固耦合进一步分析蒸汽吹扫是否会对阀门密封性产生影响，从而探究蒸汽吹扫在解决阀门长期水下工作时海生物吸附问题，以及在低温潮湿环境下去除霜冻凝露的可行性。

关键词：通海阀; Ansys/FLUENT; 两相流; 瞬态热分析; 热-流-固耦合中图分类号： TB115.1文献标志码： BSimulation analysis of sea valve steam purgebased on FLUENTWENG Wuxiu ZHANG Gaoyuan TENG Yuanyuan LI Luyao（1. Shanghai Hudong Shipbuilding Valve Co.， Ltd.， Shanghai 201913， China;2. Logistics Engineering College， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306，China）Abstract： In order to study the gas-liquid flow and temperature field change in the valve when it is closed in the process of steam purge， Ansys/FLUENT is used to analyze the gas-liquid two-phase flow and temperature field change， and to simulate the process of high-temperature steam drainage and heat conduction. Furthermore， the thermal-fluid-structure coupling is used to further analyze whether the steam purge will have an impact on the valve sealing， and to study the feasibility of steam purge in solving the problem of marine biological adsorption when it works undersea for a long time， and in removing frost and condensation in low temperature and humid environment.Key words： sea valve; Ansys/FLUENT; two-phase flow; transient thermal analysis; thermal-fluid-structure coupling基金項目： 2020年度上海市JMRH发展专项资金科技创新支持项目（2020-jmrh1-jk32）作者简介：翁武秀（1982—），男，福建福清人，硕士，研究方向为机械工程，（E-mail）****************;张高源（1998—），男，山西大同人，硕士研究生，研究方向为流热固耦合分析，（E-mail）*****************引言通海阀在海洋环境中使用，很容易被小型贝壳类海洋生物吸附，堵塞阀瓣运动，进而影响阀门的正常使用;当阀门处于长期关闭状态和低温潮湿环境中时，容易产生霜冻凝露，固结手轮螺纹套，使阀门无法正常动作，需要外部力量辅助开合阀门。

毕业设计说明书基于FLUENT 的炮弹三维流场数值模拟学生姓名： 学号： 学 院：专指导教师：2011年 6月徐 吉 0701064330 机电工程学院 弹药工程与爆炸技术基于FLUENT的炮弹三维流场数值模拟摘要：本文主要介绍了用计算流体力学理论研究炮弹气动特性的方法，并运用流体动力学软件FLUENT对155榴弹三维流场进行了数值模拟，考察了在0攻角及马赫数为1.4时榴弹周围空气场的压力和速度分布。

具体步骤分为三部分：第一部分用GAMBIT 软件建立炮弹流场模拟的几何模型并对模型进行网格划分；第二部分运用FLUENT软件对已划分好网格的模型进行分析计算；第三部分分析计算结果，并得出结论，其符合空气动力学规律。

关键词：炮弹，空气动力学，三维流场，155榴弹，建模，仿真Numerical Simulation of the Three-dimensional Flow Field aroundShrapnel base on FLUENTAbstract：This paper describes the method that uses Computational Fluid Dynamics to research the aerodynamic characteristics of artillery shells, and uses FLUENT to simulation the external flow around a 155-caliber shrapnel, studying the pressure ,velocity around the shrapnel at the 0 angle of attack and Mach 1.4. The step is mainly divided into three parts, firstly using the software of GAMBIT to build the geometrical model and griding on the model. Secondly the calculation is carried on the model which is the mesh already divided well by using FLUENT. Thirdly analyzing the results of the caculation and they all conform the aerodynamic laws.Keywords: shells, aerodynamics, three-dimensional flow field, 155-caliber shrapnel, modeling, simulation目录摘要 .................................................. 错误！未定义书签。

CFD软件Fluent在多级泵内部流场数值分析中的应用摘要：随着我国经济实力的不断上升，计算机信息化水平也我国多个领域有着广泛的应用，本文则主要分析多级泵内部流场中CFD软件Fluent对其的应用，经研究得知，采用这种数值计算方法改型优化，提高多级泵内部流场分析效率，也是计算流体力学和计算机技术的一大融合，值的推广和应用。

关键词：Fluent；多级泵；内部流场；数值分析；在石化、农业、矿业及电业等领域都涉及多级泵，因它自身扬程高，占地小等优点而被广泛应用。

对多级泵内部流动规律进行分析，多提高多级泵的运行和设计有着现实意义。

随着计算机技术的不断发展，采用数值来分析多级泵内部流场，并预测了效率和扬程，这些都为多级泵内部流场分析，及提高效率和改型优化起到参考价值作用。

本文就利用CFD软件Fluent对多级泵内场速度和压力进行三维数据模型，并加以对比分析。

1. Fluent相关概述目前国际上比较流行的商用CFD软件包则是Fluent，在美国的市场占有率为60%。

凡是流体、热传递和化学反应有关的工业领域都是涉及。

其自身丰富的物理模型，先进的数值方法和强大的前后处理功能，让它在汽车设计、航空航天及石油天燃气等方面都有广泛的应用。

Fluenth系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY&shy；FLOW、FIDAP，CFD教学软件FlowLab，工程设计软件FloWizard、FLUENT for CATIA V5，TGrid、G/Turbo。

Fluen软件包含非常丰富，经过工程确认的物理模型，高超音速流场、转捩、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工等复杂机理的流动问题都可进行模拟。

这款软件有以下几个特点：1）适用面广；各种物理模型都可优化，如：辐射模型，相变模型，反应流模型，离散相变模型，计算流体流动和热传导模型，多相流模型及化学组分输运。

它的数值解法好可适用于每一种物理问题的流动特点，用户可自行选择它的显示或隐式差分格，在计算速度、精度及稳定性方面都可达到效果最佳。

fluent流体仿真软件原理
Fluent流体仿真软件是由美国Ansys公司开发的一款流体动力
学仿真软件，它基于有限体积法和数值求解方法，用于模拟和分析
流体力学现象。

其原理涉及以下几个方面：
1. 有限体积法，Fluent使用有限体积法对流场进行离散化处理。

它将流场分割成有限体积的控制体，并在每个控制体内求解流
体的守恒方程，如质量守恒、动量守恒和能量守恒等。

这种方法能
够准确描述流体在空间和时间上的变化，是流体动力学仿真的基础。

2. 数值求解方法，Fluent采用数值求解方法对离散化后的守
恒方程进行求解。

这包括对流方程、扩散方程和源项的离散化处理，以及时间推进和迭代求解等过程。

通过数值求解方法，可以得到流
场的速度、压力、温度等物理量的分布和变化规律。

3. 物理模型，Fluent软件内置了多种物理模型，包括湍流模型、传热模型、化学反应模型等，用于描述不同流体现象的特性。

用户可以根据具体问题选择合适的物理模型，对流场进行更精确的
仿真和分析。

4. 网格生成，在进行流体仿真前，需要对计算区域进行网格划分。

Fluent能够生成结构化或非结构化网格，以适应不同流场的复杂几何形状和流动特性。

良好的网格质量对于准确求解流场至关重要。

总的来说，Fluent流体仿真软件的原理包括有限体积法的离散化处理、数值求解方法的应用、物理模型的选择和网格生成等多个方面。

通过这些原理的综合运用，Fluent能够对流体力学现象进行准确、高效的模拟和分析，为工程和科研领域提供重要的支持和帮助。

基于FLUENT的外啮合斜齿轮泵内部流场的仿真与分析的开题报告一、研究背景和意义外啮合斜齿轮泵作为流体传输领域中的一种重要装置，具有体积小、流量大、流体输送平稳等特点，被广泛应用于石油化工、航空航天、机械制造等领域。

传统的外啮合斜齿轮泵的设计和优化过程主要依赖于试验和经验，整个过程繁琐、耗时费力且效果不理想。

而流体力学仿真技术可以对外啮合斜齿轮泵内部流场进行精确的数值模拟和分析，为其设计和优化提供重要的科学依据。

因此，开展基于FLUENT的外啮合斜齿轮泵内部流场的仿真与分析具有重要的研究意义和实际应用价值。

二、研究内容和方法本文以某型号的外啮合斜齿轮泵为研究对象，基于FLUENT数值模拟软件，采用计算流体动力学(CFD)方法，对其内部流场进行仿真和分析。

具体研究内容包括以下几个方面：1. 确定数值模拟的边界条件和模型参数，对外啮合斜齿轮泵的几何模型进行建模。

2. 对基本物理过程进行建模，如连续性方程、动量方程和能量方程。

3. 采用不同的网格划分方式和网格精度，对仿真效果进行对比和分析，确定最优的网格划分方法。

4. 对仿真计算结果进行分析和对比，研究外啮合斜齿轮泵内部流场的流速、流量、压力等物理参数的分布规律。

5. 基于分析结果，对外啮合斜齿轮泵进行优化设计和改进，提高其性能指标和效率。

三、预期成果和创新点本研究预期通过基于FLUENT的外啮合斜齿轮泵内部流场的仿真与分析，得到以下的主要成果：1. 精确模拟和分析外啮合斜齿轮泵的内部流场，获取其流场分布规律和流动参数。

2. 提供一种基于流体力学仿真的外啮合斜齿轮泵设计和优化方法，极大地提高其设计效率和准确性。

3. 探索新型外啮合斜齿轮泵的设计理论和改进方法，丰富相关领域的研究成果和理论体系。

本研究的主要创新点在于：1. 基于流体力学仿真技术开展外啮合斜齿轮泵的设计和优化，提高了其设计效率和准确性。

2. 研究新型的外啮合斜齿轮泵的设计理论和改进方法，为该领域的研究提供新的思路和方向。