三维圆管流动状况的数值模拟分析

1、三维圆管流动状况的数值模拟分析在工程和生活中，圆管内的流动是最多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，质点彼此掺混、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层流和紊流流动状况，主要对流速散布和压强散布作出分析。1物理模型三维圆管长l=2000mm，直径d=100mm。流体介质：水，其运动粘度系数V=1x10一6m2/s。Inlet：流速入口，u=0.005m/su=0.1m/s12Outlet:压强出口WaH：滑腻壁面，无滑移2在ICEMCF

2、D中成立模型第一成立三维圆管的几何模型Geometry做Blocking因为截面为圆形，故需做“O”型网格。划分网格mesh注意检查网格质量。在未加密的情形下，网格质量不是专门好，如下图2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I0.：!0.4D.5YWinnia>D05:14l2Df5L053A|185->D356DbaGG&|13->0.E.S10D(3ZQ31|r35>111Et11|4J：i.76931.dLog£awlCkail4百度文库-让每个人平等地提升自我22匸1I生成非结构化网格，输出等相关文件3数值模拟原理层流

3、流动ud当水流以流速U1二0.005m/S，从Inlet方向流入圆管，可计算出雷诺数Re=500,1v故圆管内流动为层流。假设水的粘性为常数（运动粘度系熟=1x10-6m2/s）、不可压流体，圆管滑腻，则流动的控制方程如下： 质量守恒方程(1-1)空+沁+a(pv)+a(pw)=0dtdxdydz 动量守恒方程：d(pu)d(puu)d(puv)d(puw)d,Qu、d,Qu、d,Qu、dp+=(u)+(u)+(u)-QtQxQyQzQxQxQyQyQzQzQxQpQy(1-2)他+a(P)旦(卩空)+£(卩色)+£(卩空)QtQxQyQzQxQxQyQyQzQz(1-3)

4、dx込+。(pwu)+a(Pwv)+a(Pww)=£(卩竺)+2(卩色)+2(卩竺)旦dtdxdydzOxdxdydydz6zdz(1-4)式中，P为密度，U、v、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。方程求解：对于细长管流，FLUENT建议选用双精度求解器，流场计算采用SIMPLE算法，属于压强修正法的一种。紊流流动当以水流以流速u2=O.lm/s，从Inlet方向流入圆管，可计算出雷诺数udRe=10000，故圆管内流动为紊流。v假设水的粘性为常数(运动粘度系数V=lx10-6m2/s)、不可压流体，圆管滑腻，则流动的控制方程如下：质量守恒方程：(1-5)O

5、p,O(pu)O(pv)O(Pw)0OtOxOyOz动量守恒方程：O(pu)O(puu)O(puv)O(puw)OOuOOuOOu+=(U)+(U)+(U)OtOxOyOzOxOxOyOyOzOzO(pu2)O(puv)O(puw)Op+-OxOyOzOx(1-6)O(pv)O(pvu)O(pvv)O(pvw)OOvOOvOOv+=(U)+(U)+(U)OtOxOyOzOxOxOyOyOzOzO(puv)O(pv2)O(pvw)Op+一一-(1-7)OxOzO(pw)O(pwu)O(pwv)O(pww)OOwOOwOOw+=(u)+(u)+(u)OtOxOyOzOxOxOyOyOzOzO(pu

6、w)O(pvw)O(pw2)Op+一一-OxOxOzOz(1-8) 湍动能方程：O(pk)O(pku)O(pkv)O(pkw)OtOxOyOz+?(U+匕)Ok)+Gp£OzOzkkOuOkOuOk=(u+f)+(u+f)OxcOxOycOykk(1-9)湍能耗散率方程：Q(P8)Q(P8u)Q(P8v)Q(P8w)Q+QtdxQzQyQuQ8C882+(|LX+t-)+1eGCPQzGQzkk2广kk=(U+芈)+=(U+芈)QxGQxQycQykkQx式中，P为密度，u、v、w是流速矢量在X、强。方程求解：采用双精度求解器，定常流动(1-10)y和z方向的分量，p为流体微元体上的

7、压标准k-£模型，SIMPLEC算法。4在FLUENT中求解计算层流流动导入并检查网格注意调整Scale大小。因在ICEM中作网格时，已采用的是以“米”为单位的长度，故不需改换单位。网格显示流动沿X方向，共存在283575hexahedralcells，范围DomainExtents:X-coordinate:min(m)=+000,maX(m)=+000y-coordinate:min(m)=,max(m)=z-coordinate:min(m)=,max(m)=Grid阿20,2010iiJEiMT5(5a.pfcns.lam)设置求解器本模型基于压强计算，可采取绝对流速计算，S

8、olver求解器可采取默许设置。SolverSolver*PressureBasedDensityBasedFormulation金Implicit广ExplicitSpaceTime厂2DAxisymmetricAxisymmetricSwirl&3D*SteadyUnsteadyVelocityFormulation磴AbsoluteRelativeGradientOptionPorousFormulationSuperficialVelocity-PhysicalVelocityf*Green-GaussCellBased-Green-GaussNodeBasedLeastSqu

9、aresCellBasedCancelHelp雷诺数Re=500，故圆管内流动为层流，Viscous设置为Laminar。vViscouslodelModel厂InviscidLaminarSpalart-Allmaras(1cqn)k-epsilon(2eqn)-Ic-omega2eqnReynoldsStress7eqnDetachedEddySimulationLargeEddySimulationLESOKIrCancei|HelpI概念材料因本研究采用水流动，故需使Materialtype概念为Fluent，设置成水。设置边界条件BoimdaryConditionsBZoneType

10、4.4.1将Solid概念为Fluid,并设置成水4.4.2 概念入口InletInlet概念为流速入口Velocity-inlet,并设置入口流速为0.005m/s。4.4.3 概念出口Outlet出口为压强出口PressureOutlet,默许设置。4.4.4概念壁面Wall。设置为默许。设置操作条件因为圆管截面较小，故可不考虑重力选项。压强选项默以为一个大气压。求解方式的设置与控制4.6.1求解参数的设置、在Solutioncontrols中，将Momentum设置为Secondorderupwind，其他维持默许。4.6.2 设置监视残差注意点选Plot。ResidualMoni-to

11、rsOptionsStorage帀Print*PlotNDrmalizationMormalize2ScaleConvergenceCriteriomdbsululcTiTRmrifinR1gggPlottingWinrlnwItcralionsResidual|continuityClirukALjulultMonitorConvergenceCriteriape-iiplociityRenormHelp4.6.3 流场初始化Computefrom设置为Inlet。4.7监视切面4.7.1第一切取所需面以网格Grid为单位，在X方向，在0到2m之间，每隔切一平面，以来监视流速和压强的转变;在

12、Y方向，取Y=0的位置切面，相当于横剖圆柱截面；在Z方向，取Z=0的位置切面，相当于沿X轴方向竖剖圆柱截面。注意标清切面名称，以供查找。SurfaceofConstantFromSurface=x-coordinate-1.2x-coordinate-1.4x-coordinate-16x-coordinate-I.Q-y-coordinatc-0z-coordinate-0芒FromZones=solidNewSurfaceName|K-coordin-ate-15CreateComputeManage.Close：H&lpWhenEveryPlotPrintWriteName|mo

13、nitor-14.7.2设置监视窗口因不需监视太多所需切面，故成立4个监视窗口即可，需将Plot和Write选取，设为时|n)onitor-2nonitor-3monitor-rrprpPPPTimeStepIteralion三|Deiine.|7jDeiine.|7jDe1ine.|TimeStepTimeStepQICICancelIHelpI例监视1，监视Inlet切面的流速，可设置为：开始迭代设置迭代次数为200，实际比那个更少，迭代收敛时会自动停止。SIterateIterationlierateApplyCloseHelp5层流计算结果及分析计算120步后，已收敛，自动停止运算。残

14、差监视窗口为406080100le-0171e-O2-1e-O3tle-<M-llteirations1«+011l-HH-Is-OSle-MResgjalsconi九tyx-velocityy-船locity7-vcloc:vScaledResidualsAug20,2010FLUEN76.3(3d,g=u,lam)显示流速等值线图打开DisplayContours，选择Velocity和Velocitymagnitude。5.1.1入口和出口截面的流速散布图散布在Surface里选择inlet及outlet1) Velocityofinlet84Se-038.06e-037

15、53e-03讥2佔閃6 7S&O36.36e-03594e-035.51e-035.09i-034.67e0342423矩M333蒔閃297e-032.54M32.1203170e-031.27*038.48e-044.24e-04000e*00ContoursofVelocityMagnitude(mfe)Aug20,2010FlUEN1$.3(3d.4).pons,lam)可见，入口处流速散布不明显，基乎都等于入口流速u1二0.005m/s，只是外层靠近壁面处流速几乎为零，符合圆管层流流动规律，也符合边界层理论。（2）Velocityofoutlet出口截面流速散布较为明显，显同心

16、圆散布，内层流速偏大，外层靠近壁面处流速几乎为零，边界层很薄。分层更为严峻，层流显现的更为明显，且趋于稳固状态。5.1.2 圆管内不同截面的流速散布图下述截面均为距inlet,从0.2m到1.8m的截面1)Velocityof8.486-037£1-03?21e-£06.796-03SSfe-(J35S1e-£05iee-(J34J5?e-O33JS2e-l333J96-E02jg?e-d325fe-H32.126-031.7D6-E012?e-O33假刖me点CoitalnofVielocri|>-MagiHide(nA)Aig20,2010FLUENTS

17、fSd.Cp,pObf,Ian)2) Velocityof8.486- 03SD5e-(J37£1-03?21e-£06.796- 03SSfe-0355le-(J35J39e-(J3iJ5?e-O342fe-£f33JS2e-G3339&-E02J9?e-(J32£fe-H32.126- 031.7D6-E012?e-(J38假dHjUe-KHCoitalnofVielocri|>-MagiHide(nA)Aig20,2010FLUENTSfSd.Cp,pObf,Ian)3) Velocityof百度文库-让每个人平等地提升自我8.48&

18、amp;-£08D6e-(J37 £36-03T21e-(J36.79&-E0百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-£02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIiCoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)4) Velocityof8.48e-£08D6e-(J37£36-03T21e-(J36.79&-E0

19、百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-£02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIiCoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)8.48&-£08D6e-(J37£36-03T21e-(J36.79&-E0百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-

20、63;02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIiCoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)6)Velocityof8.48e-£08D6e-(J37£36-03T21e-(J36.79&-E0百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-£02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIi

21、CoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)7)Velocityof24百度文库-让每个人平等地提升自我8.48&-£08D6e-(J37£36-03T21e-(J36.79&-E0百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-£02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIiCoitalnofVieloc>-MagiItide的的A

22、ig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)8)Velocityof8.48e-£08D6e-(J37£36-03T21e-(J36.79&-E0百菽也SSfe-(J3Sle-035iHe-n3iJ67e-£03S2e-H3Z3J9e-(J32jg?e-£02£fe-(J32.126- 031.7De-(J312?e-G38.垢mHIDe-HIiCoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig20,2010FLUENT6JC3d,Cp,pObf,Ian)7.6>4I37216-03C.73

23、e-K5氐越如5SteJJ333K-D3SXEeHHJEUD壮此切JJBK-M2.9ft40珈栩3.l3eHD1卫闊-S3Caitin：$iAjAig2Q2Q1DFLUEHT60d.cVplin.fem)12413孔偎dH4£4e-O+SJgMB上述图像为圆管内部X轴方向不同截面的流速散布，可看出流速在截面上从入口到出口的转变。水流在圆管内部的流速分层很明显，靠近壁面处流速接近于零，有一很薄的边界层，流速在边界层内专门快上升，到最大流速；在圆管中央的一大片圆形区域内，流速大体一致，达到最大，且中心流速最大，为u。流速在截面的转变规律能够看出，在0到1.2mmax之间，每一个截面的流速

24、散布都不同，当离Inlet1.2m远以后，流速在截面的散布大体一致，说明层流达到了稳固状态，这符合圆管流动入口段及流中层流散布规律。以上图像因只能看到沿X轴截面的流速散布，故下面讨论从Y轴和Z轴方向看圆管的整体流速散布。5.1.3Y轴和Z轴方向流速截面截面若均沿圆管长度X方向截取，可看到对称的效果。（1）Velocityofy-0整根圆管：48B.48e-)38.0&e-037.63*-037.21e-036.7te-036.3&MJ35.94e-035.51e-D3S.Ote-034.67#-34.24e-033.S2*-C33.3te-032.97e-032.54e-032

25、.12e-0317Cte-031.27*-03氐4曲M4.24e-04O.OOe+MComoiMiofVelMliyMartixie<m/$)Al>520,2010FLUENT6.33d,dp,pbns,lam入口段：8 4«e-038.06e-03763037n21e-036尬036.36e-03594e-035.51e-03S.OSe-OS4.67e0342423.8203339e-03297e-03254M32.12e-03170031.27038.48«-044.24e-(H000e*00CoutoursofVelocityMagnitude(mfe)A

26、ug20,2010FlUEN1$.3(3d,4>,ptxis,lam)出口段：84Se-03fi.06e-03763037n21e-0367Se>(B6.36e-03594e-035.51e-035.09c-034.67e0342423.82033207-B3254M32.12e-03170031.27038.48«-044.24e-(H000e*00CoutoursofVelocityMagnitude(mfe)Aug20,2010FlUEN1$.3(3d,4>,ptxis,lam)（2）Velocityofz-0整根圆管：3佃畑7.fi303.9.79r-0JS

27、.We-Oi列PZ3址前M34.24&-03-3.fi2e-013.39b-02.S7&-012.i4e-02.12B-0a1.70051.27e-Ol8.48e-04牡24存码Q.(I0h2QContciureofVelocityMagmitucfeiim/曰Aug20,2010;1UIN-5J(3dLdppbn?.lam)以上两个截面流速散布图的效果是一样的，能够看出圆管水流入口段及以后的流速进展趋势，而且显示流速转变的规律更为明显。由数值模拟实验设置了入口均匀流速，能够以为在入口处的流速散布是均匀的，进入管内后，靠近壁面的流动受到阻滞，流速降低，形成边界层，且边界层的厚度

28、逐渐加大，以致尚未受管壁影响的中心部份的流速加速。入口段的流动是流速散布不断转变的非均匀流动，且边界层的厚度在入口段逐渐增加，以后的流动是各个截面流速散布均相同的均匀流动，由于为层流流动，故流速分层现象很明显。但平均流速-为多少？最大流速umax为多少？入口段长度L为多少?等等问题需要再进行讨论。轴向流速的转变沿X轴截取轴线执行PlotXYPlot，选择YAxisFunction里的Velocity和VelocityMagnitude，选择Surfaces里圆管的对称轴line-x，可取得轴向流速散布散点图。lin&xB.OMOOTO&b-OS7.5CKiQMQfe-0aT.O

29、MOMOC-Oa&.5O0DCH)CiJe-OaVeIOCit7-5M0MCK>S-03-MagnitudauuuLre-ujiQitr.2l041o.e11108Ii2Positjan(m)1u1111,申i£2VelocityMagnituctefi/ug20,2Q10-.UFTe3(3d.非，pbns.larr)S.OOOOIXIOte-Oa由上图能够看出，在圆管的轴上，入口段流速散布转变较大，从入口流速U二0.005m/s急剧上升到最大流速u二0.00848m/s。1max层流入口段长度有经验公式能够算的，即(1-11)(1-12)L*沁0.058dRe可算得入

30、口段长度约为，由上图显示效果能够看出，流速在离入口到之间，即入口段长度约为，符合理论计算结果。截面流速散布散点图取流动充分进展后，离Inlet远的截面，其流速散布如下图（注意Plotdirection的选取）能够看处流速沿半径Y方向成抛物线散布，与理论公式抛物面公式相符，即pgJu=(r2一r2)4卩09.DDDD00DDe-D38.DDDD00DDe-D37.DDDD00DDe-D36.0DDDDDDDe-D32.0DDDDDDDe-D31.DDDD00DDe-D3O.DDOODDDDe-tnD5.DDDD00DDe-D3VelocityMagnitude4.000000006-03(m/s

31、)3.0000DD00e-03VebcMagittideAig33,3310FLUENT民3中,pb皿Ian)取沿Y方向中心轴线的流速散布，即9.0DDDDD00e-038.LILILILILILlDDe-Ll37.LlLlLlLlLlLlDDe-D36.LlLlLlLlLlLlDDe-Ll35.LlLlLlLlLlLlLlDe-D32.LlLlLlLlLlLlDDe-Ll31.LILILILILILlDDe-Ll3LI.LIULILILILILIUe-HjOMaqriitude4.00001100003'3.0LlLlLlLlLlLlLle-03Aig20,2010FLUENTE3C

32、M,申.pt»浮,lan)显示压强散布图在Contours里选取Pressure和Staticpressure在Surfaces里选择int-solid,即管道内部流体整体，以两种方式显示:Pressureofint-solid-top：544B-Q2b4435e-024.QBS-0251fl-023.26t-022.9Se-02272e>02217e-02I90B-Q21騁M21109028.15035.44e-032.72e-030We*00ContoursofStaticRressiwe(pascal)Aug20,2010FLUENT6.3(3d.gpons,lam)Pr

33、essureofint-solid-isometric5.44025.16e-02402462e-02435e-024.06e-023Sle-023.53*023.26e022.9Se-02272022.45022.1702190e-02163e-021109028.15035.44e-032.72e-030We*00ContoursofStaticRressiwe(pascal)Aug20,2010FLUENT6.3(3d.gpons,lam)由以上两图能够看出圆管内部压强散布从管口处向延伸方向逐渐减小，可知流速相应增大，符合流速大，压强小的流动定律，也符合圆管流动压降的原理。另外从入口处的

34、压强散布能够看出，在圆管任何截面上，其压强散布也不是均匀的，也有分层现象。轴向压强的转变执行PlotXYPlot，选择YAxisFunction里的Pressure和PressureMagnitude，选择Surfaces里圆管的对称轴line-x，可取得轴向压强散布散点图。圆管层流中的压降，理论上存在下述公式a128卩Lq(1-13)Ap=a兀d4即压降与流体的粘度、管道长度、流体的流量成正比，在本模拟实验中，由于流体的粘度流体的流量不变，能够为压降与长度成正比，即Ap与L成正比。由上图能够看出，除入口段压强散布因流速急剧上升而下降过快外，其余部份都可看做是一条直线，即Ap随L的增加而降低，

35、是正比关系。总结报告5.6.1 系统总流量MassFlowRate(kg/s)inletint_solidoutletwall0Net5.6.2入口出口流速积分IntegralVelocityMagnitude(m/s)(m2)inletoutletNet5.6.3入口出口压强积分IntegralStaticPressure(pascal)(m2)inletoutlet0Net6在FLUENT中求解计算紊流流动FLUENT设置除以下设置为紊流所必需设置的外，其余选项和层流相同，再也不详述。Viscous设置ud雷诺数Re=10000，故圆管内流动为紊流，Viscous设置为Realizable

36、K-epsilonv模型，其余默许。Boundary设置Inlet设置为速度入口，为u20.1m/s,Turbulence设置为IntensityandHydraulicDiameter方式，即Outlet设置为自由出口Outflow,如设置成压力出口，则以后计算会存在问题（已验证）。Solution设置采用双精度求解器，定常流动，Realizablek-£模型，SIMPLEC算法。开始迭代设置迭代次数为300，实际比那个少，迭代收敛时会自动停止。IterationIterateApplyICloseIHelp7紊流计算结果及分析计算293步后，已收敛，自动停止运算。残差监视窗口为l

37、+DB-3-l+D4-1e*02-1#041a-08Iterations1etDD1e-Q2eplii：nResdualscontJtyx-veiocityy-v&locityz-s/elocitScaledResidualsAug22,2010-iUENT6.3(3d,dppbrts.rfe)显示流速等值线图7.1.1 入口和出口截面的流速散布图散布在Surface里选择inlet及outlet（1）Velocityofinletu?e-oi1336-011236-011.0-0110364)19jffle-02SSOe-02822e-tE?536-026JS5&-026.1

38、6e-fl24.796-024.116-023.426-022.7fe-O22i35e-tE£DeHH6JS5e-O3CoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig22,2010FLUENT630d,叩pO比Ffe)可见，入口处流速散布不明显，基乎都等于入口流速u2二°.lm/s,只是外层靠近壁面处流速几乎为零。2)Velocityofoutlet1376-01106-0115S-D11.1D6-01<.116-02CoitalnofVielocri|>-MagiHide(nA)Aig22,2010FLUENT63f3d,叩.ptl出Ffe

39、)可见，出口截面流速散布较为明显，和层流一样，显同心圆散布，内层流速偏大，外层靠近壁面处流速几乎为零，分层更为严峻，边界层很薄。7.1.2 Y轴和Z轴方向流速截面圆管内各个截面的流速散布均不相同，能够以为紊流还没达到稳固状态，在此再也不分析各个截面的流速散布，仅对整个圆管的流速作出分析。截面沿圆管长度X方向截取，可看到对称的效果。（1）Velocityofy-0整根圆管：II23e-0lI16e-0l1 10e-0lI.OSbhDI9&9e-02乱22竝7.53e-02$站4026A6t-02548B-Q2479e-0241723J2t-022 74e-Q22.06s021.37t-0

40、26.85e-Q30We*00ContoursQfVelocityMagnitude(mfe)Aug2220'0KENT63(3d.dppbns,rks（2）Velocityofz-0整根圆管：I3?e-oi1336-011236-011.0-01CoitalnofVieloc>-MagiItide的的Aig22,2010FLUENT630d,叩|*比Ffe)以上两个截面流速散布图的效果是一样的，能够看出圆管水流紊流入口段及以后的流速进展趋势，而且显示流速转变的规律更为明显。（3）入口段I37e-DII.Me-01I?3e-0lI16e-0l1 10e-Dl1.&3S-0

41、19Ke-02赴曲亠竝fi.22t-027.53e-02635e-026.160254Be-02479e-0241Je-D2S.42e-022 74-022.06t-021.S7t-026.85e-03ContoursofVelocityMagnitude(mfe)Aug22,2010FlUENT6.$(3d.dppbns,rte)与层流入口段的流速散布相较，能够明显的看出紊流入口段的流速散布不太明显，且大体没有分层，符合紊流流动的大体规律。流速散布也不像层流流速那样显明显抛物线散布而是加倍光滑，越超后进展进展越光滑，究竟是什么曲面，以后再加分析。紊流过流断面的流速对数散布比层流的抛物面散布均

42、匀的多符合加Kny+C的规律即4）出口段I37e-01I.Ws-tH2205S-021.3702ContoursofVelocityMagnitude(mfe)Aug22,20'0-iKENT6.3(3d,dppbns,rks)6.35S-Q33出口段的流层散布很明显，切趋于均匀，但仔细观察圆管轴心的速度，其实速度散布并未达到均匀，可见紊流并未达到充分进展的状况。7.1.3轴向流速的转变执行PlotXYPlot，选择YAxisFunction里的Velocity和VelocityMagnitude，选择Surfaces里圆管的对称轴line-x，可取得轴向流速散布散点图。由上图能够看出

43、，在圆管的轴上，入口段流速散布转变较大，从入口流速u二o.lm/s2急剧上升到最大流速u二0.1369m/s。以后又下降。但实际经验表明，紊流应该在入口max段后达到稳固状态，轴向流速应该趋于恒定，可见此模拟实验设置长度不够，使流动并未达到充分紊流。紊流入口段长度有经验公式能够算的，即Lq（2540）d（1-14）由此可见，紊流的边界层厚度的增加比层流边界层要快，因此紊流的入口段要短些，而且长度主要受来流扰动的程度有关，与雷诺数无关，扰动越大，入口段越短。可算得入口段长度约为3m,由上图显示效果能够看出，轴向流速一直在转变，并未达到最大且稳固的速度，故紊流未进展充分。改良实验应加大圆管长度。7.1.4 出口截面的流速散布散点图因紊流并未充分，故选掏出口截面来进行分析（注意Plotdirection的选取）VctacityMagnitudeAug22,2010FLUENT&.3(3d.dp.pbns.rfcel1.40e-O11.20t-O11.00e-01BOOt-02VelocityMagnitude(rn/$)4.0De-t)22.00e-02O.OaeH-dD可见截面流速散布已很光滑，与层