fluent的一个实例(波浪管道的内部流动模拟).(2)

2019-04-14 10:41

图10 速度分布图

从图中可以看出,在管道7-11个波浪处,流动已经充分发展,贴近上壁处速度最大,在波谷出的速度最小,甚至接近于零。

图11 温度分布图

贴近波浪壁面出的温度较高,流动充分发展后,由于换热作用,管道后部流体温度逐渐升高,在波峰与波谷之间的流体温度最高,如图。

图12 速度矢量图

可以看出,波浪壁面出流体出现反流,在波谷出反流的流体最多,速度在波谷出最小,接近于0,出现滞留区。

若要观察波峰、波谷处流体流动速度,需要在波峰、波谷处创建两条直线,观察直线上的速度。因为管道7-11节处流动充分发展,所以在第十一节波峰、波谷处建立两条直线,如图。

图13 波峰、波谷

图14 波峰、波谷的速度

波峰贴近两侧壁面出的速度梯度很大,在管道中间速度随高度增加而增加,在0.7m左右达到最大。波谷处靠近上壁面的速度梯度很大,但是由于有波谷存在,波谷处的速度梯度不大,在谷中速度先增大再减小,在0处左右达到最下,随后逐渐增加,在0.7m高度左右速度最大。高度在0.5m处以上波峰波谷处的速度基本相等。

二、 周期性波浪管道模型的数值模拟

图15 周期性网格

网格密度与完全管道网格相同。

在fluent中输入以下指令,创建周期性网格。 /grid> modify-zones

/grid/modify-zones> make-periodic Periodic zone [()] inlet Shadow zone [()] outlet

Rotational periodic? (if no, translational) [yes] no Create periodic zones? [yes] yes

Auto detect translation vector? [yes] yes

computed translation deltas: 1.000000 0.000000 all 100 faces matched for zones 6 and 5.

zone 5 deleted

created periodic zones. /grid/modify-zones>

边界条件中可以看到已经没有outlet,inlet也变成了periodic周期性的。这里要设置周期性边界条件。质量流量为0.816,其他设置与之前相同。

图16 边界条件

图17 残差

Energy并不收敛,反而随计算而发散。其他参数都收敛。计算量很小,计算速度明显提高。

图18 压力图


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