【《弯管内流体流动的模拟计算分析案例》1500字】

第iv页共31页弯管内流体流动的模拟计算分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u3419弯管内流体流动的模拟计算分析案例 1256441.1模拟方法 197371.2计算模型 158101.2.1几何模型 1180271.2.2网格划分 112331.3边界条件 4模拟方法本论文以模拟计算为主导，将利用有限元分析的方法，运用有限元分析软件ANSYS，基于Fluent对不同角度弯管内流体的流场进行模拟计算，并对其结果进行分析总结。由于本篇论文课题是不同角度弯管内流场的数值模拟，所以将会针对30°、60°、90°、120°、150°不同角度的弯管，对其流场特性进行分析。通过查阅搜集各种相关文献资料，确定了弯管尺寸。首先按照确定好的弯管尺寸，利用CAD绘图软件画出需要的各个角度弯管的二维模型图，随后通过ICEM软件分别对各模型进行网格划分，然后将ICEM导出的MSH文件导入Fluent中进行前处理与后处理，分别设置边界条件等参数，得出算例，给出不同角度弯管的压力、速度的可视化图像，即速度云图、速度矢量图、压力云图，以及根据压力和速度分布的数据。并对得出的数据进处理，绘制弯管内压力和速度分布与角度变化之间的关系折线图。为了方便分析对比，其中管内流体分别设置了水和空气两种不同的流体。然后根据得出的算例开始观察分析管内流体流动特性与角度变化的关系。之后根据分析结果找出能量损失最小，流速分布波动最小的那一个角度的弯管。总结得出相关规律，为之后输送管道的选择提供理论性指导。计算模型几何模型本篇论文分别选取建立了了30°、60°、90°、120°、150°的二维弯管模型，为了方便分析，将弯管分为上游直管段、弯曲段和下游直管段三部分。弯管的曲率半径与弯管直径比为R/D=2，弯管的直径D为25mm，曲率半径R为50mm，上下游的直管段长度均为曲率半径的两倍即L为100m，其各个模型的极角为分别为150°、120°、90°、60°、30°。其几何尺寸分别如下图2.1、2.3、2.5、2.7、2.9所示。网格划分本文采用ICEM软件对所有模型进行网格划分，网格划分采用非结构性网格，并且在靠近壁面处的网格进行了加密处理。各模型的网格划分情况如下图2.2、2.4、2.6、2.8、2.10所示。图2.130°弯管的几何结构模型图2.230°弯管的网格划分图图2.1是通过CAD建立的30°弯管的二维模型及其具体几何尺寸。图2.2为30°弯管的流体区域网格划分图，网格采用非结构性网格，靠近壁面处的网格进行了加密处理。本文将30°弯管的流体区域共划分为6625个节点，6336个网格。图2.360°弯管的几何结构模型图2.460°弯管的网格划分图图2.3是通过CAD建立的60°弯管的二维模型及其具体几何尺寸。图2.4为60°弯管的流体区域网格划分图，网格采用非结构性网格，靠近壁面处的网格进行了加密处理。本文将60°弯管的流体区域划共分为6275个节点，6000个网格。图2.590°弯管的几何结构模型图2.690°弯管的网格划分图图2.5是通过CAD建立的90°弯管的二维模型及其具体几何尺寸。图2.6为90°弯管的流体区域网格划分图，网格采用非结构性网格，靠近壁面处的网格进行了加密处理。本文将90°弯管的流体区域共划分为5925个节点，5664个网格。图2.7120°弯管的几何结构模型图2.8120°弯管的网格划分图图2.7是通过CAD建立的120°弯管的二维模型及其具体几何尺寸。图2.8为120°弯管的流体区域网格划分图，网格采用非结构性网格，靠近壁面处的网格进行了加密处理。本文将120°弯管的流体区域共划分为5675个节点，5424个网格。图2.9120°弯管的几何结构模型图2.10120°弯管的网格划分图图2.9是通过CAD建立的150°弯管的二维模型及其具体几何尺寸。图2.10为150°弯管的流体区域网格划分图，网格采用非结构性网格，靠近壁面处的网格进行了加密处理。本文将150°弯管的流体区域共划分为5325个节点，5088个网格。边界条件本文弯管右上侧入口端设为入口边界，左下侧出口端设为出口边界。设置为速度入口，开放出口