基于Fluent流场数值仿真的管路流量计算_张功晖
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。
如图1所示，A是空气入口端，表压力为p A= 10kPa，C为直接接入大气的空气出口端，表压力p C= 0kPa。
因为生产需要，公司需要测量与计算出在上述条件下的流过管路的空气流量。
并且要设计出不锈钢零件的尺寸，使得管路在上述规定的条件下，达到预定的流量值———6±0.1L/min。
图1管路的尺寸1建立模型1.1创建三维几何模型利用前处理软件Gambit进行流体区域建模，为了直接得到管路的体积流量数据，本文采用三维模型。
根据尺寸坐标，先建立两段圆柱体，一段为塑料管区域：L1=500mm、管内径为D1=4mm；另一段为不锈钢管区域：L2=40.14mm、孔径为D1=1.25mm，然后使用布尔操作连接两段圆柱体，为了后续网格划分的需要，需在两段圆柱衔接处创建一个面，然后利用此面将两段圆柱分割开，模型如图2所示。
图2流体区域三维几何模型1.2网格划分几何模型创建完成以后需要进行网格划分，本文直接使用体网格对两段流体区域进行划分。
为了获得较好的计算精度，同时又能够使计算时间较短，通过多次的尝试之后，决定对两段区域采用不同的网格尺寸。
为了使两段区域衔接处的网格能够较为平顺的过渡，先对不锈钢零件区域划分网格，网格尺寸为0.1mm，再对塑料管区域划分网格，网格尺寸为1mm。
网格单元和类型都分别为Hex/wedge和cooper。
图3、图4和图5分别为塑料管入口端A、不锈钢零件出口端C和两管衔接处B的网格局部放大图。
图3塑料管入口端A网格收稿日期：2010-04-06作者简介：张功晖，男，北京科技大学2008级硕士研究生,流体力学专业；主要研究方向：流体传动及其仿真技术。
41液压气动与密封/2010年第12期图4不锈钢零件出口端C网格图5两管衔接处B网格1.3设置边界条件类型及输出网格设定塑料管入口端A为压力入口，不锈钢零件出口端C为压力出口，将塑料管和不锈钢零件内壁分别命名为wall_1和wall_2，边界条件类型都为wall。
完成模型的创建和网格的划分以后，选择求解器并输出网格，本文使用默认的求解器，直接输出网格。
2数值计算2.1输入并检查网格启动Fluent三维单精度求解器，输入上文所保存的网格文件并对其进行检查，确定网格划分没有错误。
因为在Gambit建模时所使用的长度单位为mm，而Fluent默认的是m，因此在检查完网格后需对单位进行更改。
2.2模型的设置使用默认的3D稳态隐式求解器，选择k～ε湍流模型。
本文假设空气为不可压缩，且空气从入口到出口的流体时间极短，来不及与外界发生热交换，可看作是绝热流体，因此本文没有求解能量方程[2]。
2.3材料属性和操作条件的设置材料属性和操作条件均使用程序默认：空气密度1.225kg/m3，空气动力黏度17.894×10-6kg/(m·s)，操作压力为101.325×103Pa。
2.4边界条件的设置（1）设置入口总压为p A=10kPa。
（2）出口压力默认p C=0kPa。
（3）本文设定塑料管内壁wall_1粗糙度值为0.0004mm。
（4）不锈钢零件内壁wall_2粗糙度值设为0.001 6mm。
2.5迭代计算求解把收敛准则均设为0.001，设置迭代次数为2000次，对入口进行初始化，然后进行迭代求解。
经过一定的迭代次数后，结果收敛，求解完成。
2.6后处理利用Fluent后处理中的报告面积分功能，得进口体积流量为：Q VA=94.842377×10-6m3/s≈5.69L/min，正号表示流体的流入。
出口体积流量为：Q VC=-94.8867552×10-6m3/s≈-5.69L/min，负号表示流体的流出。
以及进出口的体积流量差为：ΔQ V=Q VA+Q VC= -25.174772×10-9m3/s≈-1.51×10-3L/min，相对流量差│ΔQ V/Q VA│≤0.026%，当│ΔQ V/Q VA│≤0.5%时可以认为质量守恒。
3流量测量实验为了与Fluent数值计算的流量结果进行对比，加工了两个不锈钢零件，如图6所示。
图6不锈钢零件简图两个零件的具体尺寸见表1，其中孔径D2是由不锈钢零件两端孔径实测值的算术平均值。
表1不锈钢零件尺寸按照如图7所示原理组装了一套流量测量系统。
将不锈钢零件接通在塑料管的B端。
可通过调节减压阀来获得不同的入口压力p A。
1-气源2-空气过滤器3-减压阀4-数显流量计5-数显压力表6-被测零件图7流量测量系统原理图4数值仿真计算与实测流量结果对比对应不同的入口压力p A，分别得到零件1#、2#的数值仿真计算与实测流量结果，如图8所示。
数值仿真计算结果与实测值的趋势基本保持一致，误差范围为-3.9%～2.4%，说明数值仿真计算可以作为不锈钢零42Hydraulics Pneumatics&Seals/No.12.2010 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!件设计依据。
在p A=10kPa时，1#零件管路流量与测量结果有3.9%的误差，而2#零件管路流量与测量结果的误差极小。
图8数值计算与实测流量结果对比5结论（1）Fluent数值计算得到管路的三维稳态流场分布，通过对数值计算的流量结果与实测流量结果的对比，误差范围为-3.9%～2.4%，证实数值仿真计算流量具有可行性。
（2）不锈钢零件2#的尺寸设计是正确的的，满足了整个管路流量为6±0.1L/min的要求。
参考文献[1]韩占忠,王敬,兰小平.Fluent流体工程仿真计算实例与应用[M].北京:北京理工大学出版社,2004.[2]王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.[3]谢俊,等.基于ANSYS和Fluent软件的导流管流场分析[J].机械设计与制造,2008(9).[4]李萍,仇涤凡,赵英杰.基于ANSYS/FLOTRAN的喷头流道压力损失的有限元分析[J].辽宁石油化工大学学报,2007,27(4).连轧管机组液压系统管路冲洗方法浅析孙福1刘春旭2张英婵1(1.太原重型机械集团有限公司技术中心轧钢所山西太原030024；2.太原重型机械集团有限公司齿轮传动分公司山西太原030024）摘要：通过对液压管路冲洗实质的分析，指出正确选择雷诺数的方法，以此为基础计算冲洗泵站所需的压力和流量，并应用于某连轧管机液压管路冲洗过程中。
现场实践表明所设计方法正确，能够缩短冲洗时间，提高冲洗效率。
关键词：连轧管机组;液压系统;雷诺数;管路冲洗中图分类号：TH333.9TH137.9文献标示码:A文章编号：1008-0813（2010）12-0043-03Method Analysis of Hydraulic Pipe-line Flushingin Continuous Tube Rolling MillsSUN Fu1LIU Chun-xu2ZHANG Ying-chan1(1.Steel Rolling Institute of Technologic Center,Taiyuan Heavy Machinery Group Co Ltd.,Taiyuan Shanxi Province,030024 2.Gear Transmission Company of Taiyuan HeavyMachinery Group Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi Province,030024)Abstract:The method is got which used for correctly choosing Reynolds analogy parameter by analyzing essentiality of hydraulic pipe-work flushing,then flushing station’s pressure and flow can be calculated according to the selected Reynolds analogy parameter.And the conclusion is used correctly in hydraulic pipe-work flushing of one continuous tube rolling mills,good results that greatly cut the flushing time and improve efficiency are obtained.Key Words：continuous tube rolling mills;hydraulic system;reynolds analogy parameter;pipe-work flushing0引言连轧管机组是当今钢管生产的先进机组设备，它主要包括穿孔机、连轧管机、脱管机、减径机等主机设备。
FLUENT及其在飞机绕流流场并行计算中的应用1
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 计算机工程与应用
ＦＬＵＥＮＴ 及其在飞机绕流流场并行计算中的应用
谢 江 １，毛国勇 ２，张 武 １ ＸＩＥ Ｊｉａｎｇ１，ＭＡＯ Ｇｕｏ－ ｙｏｎｇ２，ＺＨＡＮＧ Ｗｕ１
１．上海大学 计算机工程与科学学院，上海 ２０００７２ ２．常州工学院 电子信息与电气工程学院，江苏 常州 ２１３００２ １．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１３００２，Ｃｈｉｎａ Ｅ－ ｍａｉｌ：Ｊｉａｎｇｘ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
相对于结构化网格，非结构化网格计算过程比较复杂，但 局部加密比较容易，对不规则空间适应能力较强，易于显示流 场的细微结构，它的节点和单元的分布是任意的，不需要分区， 因而能较好地处理边界，有较好的工程计算精度。
本实验模拟使用的飞机机身的网格示意图如图 １。 计算区域采用半径为 １０ 倍机身长度的圆球体，整个流场 采用的是非结构化网格。
３．１ 模型的建立及网格的生成
网格生成对数值模拟的结果起着很重要的作用，网格质量 的好坏直接关系到数值模拟结果的正确性；由于本文进行整机 计算，几何模型比较复杂，网格就采用了基于 Ｏｃｔｒｅｅ（八叉树） 技术生成的非结构化网格［４］，基于该技术的网格生成方法是采 用自顶向下的方式，首先设定几何外形网格尺度和网格最大尺 度，并且在几何外形周围生成一个规则的几何面把几何外形围 住，在几何面中根据网格最大尺度生成四面体网格，接着就根 据几何外形进一步划分网格元素，如果几何外形某部分的尺度 比给定的网格最大尺度小，则对穿过该部分的网格元素应进行 划分，同样，对于几何外形上的线也需按照给定尺度划分网格 元素，穿过线的网格尺度应比穿过面的网格尺度小。在完成网 格的划分之后，就要切割网格元素以便拟合真实几何外形，切 割的基本方法是将穿过几何外形的面、线、点的网格的边进行 细分，或将边上距几何外形最近的结点移到几何外形的面、线、 点上。拟合的顺序是先拟合几何外形的面，然后是几何外形的 线，最后是几何外形的点。因此，为了更好地捕捉几何外形，在 几何外形的关键部位必须给出线和点的描述。在网格生成之 后，为了进一步提高网格质量，可以采用诸如 Ｌａｐｌａｃｅ 之类的方 法对网格进行光滑处理。
基于FLUENT软件的T型三通管湍流数值模拟
1 2 几何模型
几何模型采用 T 型三通管二维平 面模型, 管
道考虑 绝热条件, 忽 略管壁厚度, 管径大小均为
20mm, 两个水平的管道入口 ( Inlet) 和一个垂直的
出口 ( Ou tlet) , 其结构及参数如图 1所示。
1 3 GAMB IT 网格模型
( 1) 确定求解器。选择用于 CFD 计算的求解
化工装备技术 第 29卷 第 4期 2008年
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数相同, 三通管内部混合流体的压力呈完全对称分 布, 使得流体混合区域没有形成对于混合有利的湍 流。观察图 3温度分布, 两股温度不同的流体混合 现象不明显, 没有形成有效的热能的交换。
图 2 现想条件下的压力分布
同。管内会出现一部分流体速度很大的情况, 有可 能会导致速度小的流体的回流现象, 这就造成了三 通管混合后流出流体温度的巨大变化, 不利于三通 管的稳定工作。
图 1 三通管结构
( 4) 设置监视器及迭代计算 取不同的参数, 开始迭代计算, 计算收敛时分 析其残差曲线。[ 2] 2 结果与讨论 2 1 理想条件下的模拟结果 模拟参数: 两入口 Int le t1、 Intlet2流体速度相 等均为 10m / s、流体温 度分别为 353K、 293K, 出 口压力为标准大气压。迭代计算至 170次左右时收 敛。其结果如图 2和图 3所示。 由图 2可见, 由于两入口流体的速度压力等参
[ 3] W alker P O n- lin eA u tomat ic Tube C lean ing [ J] Eng ineer ing System s, 1994, 10: 58~ 62
[ 4] 于志家, 朱冬青, 王 大明, 等 气液 固三相 流动沸 腾传热 与抗垢 性 能的 研 究 [ J] 高 校 化学 工 程 学 报, 1999, 13 ( 5 ): 447~ 451
管道中流场的数值模拟
管道中流场的数值模拟摘要本文将通过使用FLUENT流体仿真软件进行数值模拟，并且应用标准K-ε双方程模型，对管道中加入整流元件的流场进行了三维的数值模拟。
通过与没有整流元件的流场进行分析对比。
经过两种情况下的仿真结果对比，从对比的结果来看，整流元件具有良好的稳定流场的作用和良好的抑制涡流的。
关键词数值模拟；整流元件；流场0引言我们知道性能优良的整流元件可以改善流体进入流量计的管道前的流动状态，为了提高流量计的测量准确度，可以采用优化流动条件的方法，在这里我们通过使用FLUENT流体仿真软件对加入了整流元件的管道进行流体仿真模拟，通过仿真结果可以看出整流元件具有良好的整流效果。
而FLUENT流体仿真软件是用C语言开发的一款软件，它使用的是用户/服务器的结构方式，它支持UNIX操作系统和Windows操作系统平台，还支持并行计算，它可以在不同的操作系统的工作站和服务器之间协调完成同一任务。
FLUENT流体仿真软件采用的是菜单界面与使用者交互的。
使用者可以根据需要通过多窗口的方式观察计算的进程，查看计算的结果。
同时仿真以后的计算的结果可以采用多种方式进行查看，比如说云图，剖面图，等值线，XY散点图，动画，矢量图等方式，对于最后的结果可以进行贮存和打印，最后的计算结果也可以保存成为其他后处理软件或者是仿真软件所支持的格式。
FLUENT流体仿真软件还提供了用于使用者编程的接口，使用者可以在其基础上重新定制和控制相关的输入输出，而且使用者还可以再次开发利用。
1建立几何模型安装整流元件在管道中的目的就是为了可以使在达到规则速度分布的后减小所需要的直管段。
我们知道在计量中，在封闭的管道中输送，能够造成流量计量的误差的因素有很多，其中我们知道的流量计内的流动状态的畸变就是其中的一种。
在流量计上安装整流元件是消除或最大程度地减少流动状态畸变的一种有效方法。
本文将参照中华人民共和国国家标准GB-T2624.1-2006附录C中有关流动调整器和流动整直器的相关介绍，模拟了一种整流元件。
基于FLUENT的超声波流量计流场应用研究
可实现度
可替代度
行业曲线
影响力
真实度
行业关联度
场应用研 究
在试 飞测试 中经 常会有流量 测试 ，而在工 业生产 中 ，也 有很多场合要检测液体 、 气体 、 蒸汽等各种介质的流量 。 但是 ， 在试飞 测试 环境中 ，在 有些特殊 的测试位置是 不允许打孔 安 装的 ，因此 需要实现非 接触测量 。通过对 比选 择 ，最终选 用
， 、 ：
。
式 （１）中 ：Ｃ Ｏ 为超 声波在导管内的传播速度 （ ， ）； Ｃ 为超 声波在 流体 中的传播 速度 （ ” ／ ）：ｒ ． 为 超声波 要换
能单 元 、测试 电路等响应时间 。 若将 Ａ与 Ｂ对换位 置 ，且从 Ａ到 Ｂ的时间 为， （ ）
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图 ２ 弯管的横 截面 图
图 ４ 测量线路布 置图
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基于Fluent软件的旋流池分离效果数值模拟
1)旋流池模拟计算进水水温为 43 ℃,此时水的 密度 ρ= 992. 2 kg /m3 ,动力粘度 μ = 0. 000 632 1 kg / (m ·s) ;离散相氧化铁皮的密度按 3 000 kg /m3 考虑 。
2)对连续相而言 ,在流场近壁区 ,采用双层非平 衡壁面函数法进行处理 ;旋流池中与大气连通的水平 液面处理为自由液面 。
旋流池出水氧化铁皮模拟曲线揭示了不同粒径氧 化铁皮通过水泵入口的逃逸率 。粒径小于 0. 14 mm 的铁皮逃逸率在 55%以上 ; 当粒径大于 0. 14 mm 之 后 ,铁皮逃逸率将急剧下降 ; 0. 2 mm 粒径以上的铁皮 的逃逸率在 10%以下 ;当粒径大于 0. 25 mm 时 ,逃逸 率为 0,这和旋流池沉淀氧化铁皮模拟曲线表达的当 粒径大于 0. 25 mm 时 ,沉淀率达到 100%是完全吻合 的。
在数值模拟计算中 ,主要用到 FLUENT软件中建 立几何结构和网格的 GAMB IT和求解器 FLUENT。 1. 2 FLUENT软件的应用特征
FLUENT软件能应用于多种物理模型 ,如定常和 非定常流动 、牛顿流体和非牛顿流体 、无黏流 、层流及 湍流 、不可压缩和可压缩流动 、对流换热 、两相流等等 。 对每一种物理问题的流动特点 ,有与其相应的数值解 法 ,用户可对显式或隐式差分格式进行选择 ,以期在计 算速度 、稳定性和精度等方面达到最佳 。 1. 3 用 FLUENT软件求解问题的步骤
基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真①
基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真①郭广东;邓松圣;华卫星【摘要】Fluent is a commercial CFD software.The flow field, heat transfer, combustion and chemical reaction can all be simulated by Fluent.In view of the complexity of dynamic hydrocyclone flow field, as an example, the Total type dynamic hydrocyclone separator was simulated. The physical model was simplified and established by Gambit software, and simulated through the fluent software by computer. The velocity field is obtained under cylindrical coordinate system, the tangential velocity, axial velocity and radial velocity of three velocity components cloud image. Through the study found that, the flow field of dynamic hydrocyclone was simulated and the complex flow problems can be solved by the fluent software. The simulation results can provide reliable basis to the process design and performance optimization for dynamic hydrocyclone, and also, it can save development cost, shorten the design cycle.%Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD 软件。
基于Fluent的气力输送弯管流场仿真模拟
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的水泵流动区域的CFD数值计算模型
CFD数值计算模型卜软件平台：PRO-E3.0理论上，水泵的进口到出口的流动区域就是我们的计算模型。
一般，全流场算域分为5部分:&1.叶轮进口段ij-2.叶轮内流动域豎3.泵体前腔说4.泵体后腔冒5.泵体（涡壳）©6.出口段岛：通常我们计算的时候运用流动域1、2、5、6,最简化的为流动域2、5.%计算模型可以运用PRO-E，UG，CATIA等三维造型软件，具体的造型过程和步骤请点击三维造型培训，模型通常保存为STP和IGS文件格式.館各流动域可以分别造型，然后进行装配.卜简单的模型可以运用FLUENT前处理软件GAMBIT中进行.4下图为某型号纸浆泵，计算模型包括：1.叶轮进口段，2.叶轮内流动域，3.泵体前腔，4.泵体后腔，5.泵体（涡壳）某型号纸浆泵计算模型图为某型号低比速离心泵计算模型，包括： 1.叶轮内流动域，2.泵体（涡壳）。
模型作了简化，没有考虑腔体中的流动。
某型号低比速离心泵计算模型、下图为某型号的循环泵全流场计算模型，包括所有的流动区域。
某型号循环泵计算模型%计算模型的造型是CFD工作中非常重要的一部分，由于造型可能影响到网格戈扮和网格生成质量，因此，科学合理的造型将达到事半功倍的效果。
网格划分软件平台：GAMBIT2.2.30牛计算模型导入步骤File-Import,见下图inportSTWFile 冥 |导入计算模型,轮廓图见下图网格划分界Type:• Virtual (Farose?)v Viiuel fTole rance)谿i 注怒帘直pW Merge ^dges冲F *Y I Reset I O OSBa 面合并界面b 网格分界面c 网格质量检查.模型处理好后，分别对流动区域进行网格划分运用T-Grid 类型进行网格划分，网格间距根据模型大小和计算机性能配置 进行设置，一般取1-10.g 在进行全流场计算时，您可以在口环、涡壳隔舌、压力梯度大的区域进行局部加密，局部加密时，需要注意网格变化不能太剧烈。
基于Fluent的直动式纯水溢流阀内部流场建模与仿真分析
了 ， 壁 面的 冲击基 本消 失 了 ； 对 其最 小负 压值 提 高 了 ， 阀 口处 的气蚀 现 象 明显 降低 ； 量 耗散 率减 小 ， 能 即局
部损 失 的能量 变小 了．
表 ２ 结构 优 化 前 后 内部 流 场 参数 比较
由图 ６可 以看 出 ， 在 流过 锥 阀 阀 口时 ， 动 速 水 流 度有 大 幅度 的增 加． 流进 入 阀体 后 ， 要形 成 两 部 水 主 分 ： 部分 作为 主 流 流 出 阀体 ； 一 部 分 出现 与壁 面 一 另 脱离 的现 象 ， 贴 近 壁 面处 的速 度 较低 ， 阀 座 拐 角 在 在 处下 方形 成 了一个 十分 明显 的涡流 ．
纯 水液 压技 术是 以天然 淡水 、 海水 或 自来 水代 替 矿 物油作 为液 压 系统工 作介 质 的新技术 ， 具 有环 境 它 友好、 阻燃性 、 安全 性好 等特 点 ， 同时有 利 于提 高绿 色 意识． 但是 ， 由于 水 的 润滑 性 很 差 、 蚀 性 较 强 、 度 腐 密
大 学 ，０ ５ ２０．
［］ 张 功 晖 ， 锡 胜 ， 志 鸿 ， ． 于 Ｆｕｎ 的 阀 门 开 启 过 ４ 胡 周 等 基 ｌｅ ｔ 程 阀 芯 气 动 力 仿 真 研 究 ［］ 液 压 气 动 与 密 封 ， ０ １ ３ ： Ｊ． ２ １ （ ）
１ ２１ ３— ．
口开度 １ ｍｍ 和半 锥角 ａ ５ 的条 件下 ， 阀结 构进 一４ 。 锥 行优化 前后 相 比较 ， 体 数 值 分 析 见 表 ２ 最 大 流动 具 ．
基 于 Ｆｕ ｎ 的直 动式 纯水 溢 流 阀 内 部 流 场建 模 与仿 真 分析 ｌｅｔ
７ １
由 图 ５可 以看 出 ， 阀的进 口处 压力 分 布 最 密 ， 阀 内压力 的降低 主要 发生 在 阀 口； 阀座和 阀芯 拐 角处 的 负压值 比较 低 ， 明水 压 锥 阀 会 产 生 严 重 的气 蚀 腐 表
[16] 基于FLUENT的动态高压微射流内部孔道流场的数值模拟
１ １ ４
６卷 高 压 物 理 学 报 第 ２
可能存在的吸附 、 重聚集和破碎现象进行了研究 。 是因为提供了足够强大的作用力场 。 高压微射流均质机之所以对物料起着良好的超细化处理效果 ， ［ ［ １ ２］ ２］ 早期研究一般认为主要作用力是剪切力和气穴作用力 ， Ｐ ａ ｕ ｉ ｎ 认为气蚀现象是占 ６ ０％ 的主要作用 ｑ
］ １ ３ １ ４ － 方式 。 刘伟等人 ［ 通过对振荡反应腔微孔流道各段流场的压力 、 能量及动力学行为进行分析 ， 认为其 １］ ， 主要的力学作用可能包括高速撞击作用 、 高频振荡 、 瞬 时 压 力 降、 强 剪 切、 气 蚀 作 用 等［ 但对其作用机
制和原理没有清楚解释 。 流体速度大小及分布情况对其 间 作 用 力 的 大 小 有 决 定 性 影 由于动态高压微射流流场内流体压力 、 所以进一步探究微射流流场内基本物理量的具体分布情况对认清流场作用机理很有必要 ， 也是推动 响， 该项高压技术发展的有效途径 。 本研究创建动态高压微射流振荡反应腔内部孔道的几何模型和网格模 型， 选择 Ｓ 设置边界条件及相关参数 后 ， 运用 Ｆ Ｉ ＭＰ Ｌ Ｅ Ｃ 算法和 Ｒ ＮＧｋ Ｌ Ｕ Ｅ ＮＴ 软 件 － ε 模型进行计算 ， 对流场进行数值计算 ， 模拟并揭示流场内各位置处静压和速度分布情况 ， 为动态高压射流均质机作用机 制的深入研究及动态高压射流均质机振荡反应腔的优化设计提供参考 。
采用标准 ｋ 然后转为二阶 离 散 格 式， 并 为加快收敛速度 ， － ε模型在一阶精度格式下迭代计算收敛， 将能量松弛因子设为 ０． 其它保持默认设置后迭代收敛 ， 最后采用 Ｒ ８， ＮＧｋ － ε 模型进行求解 。
２． ３ 计算结果检验
、 、 收敛 ） 系统流量 （ 不平衡度小于 ０． 网 格 衡 量 参 数Ｙ＋ 值 （ 约 等 于 １ 且 不 超 过 ５） １％ ） 通过残差图 （ ３ 方面对计算结果进行检验 。