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fluent实例二维三通管内流体的流动分析

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二维三通管内流体的流动分析 一、 实例概述 在实际输水、输油、输气的管路工程中,经常会遇到分支或交叉的管路,三通管就是其中最为常见的一种。下图所示为水平放置的输水管路中的三通管,干管为 100mm 的钢管,管段中间位置接入 50mm的支管,干管水流方向为水平方向从左至右,流速 2m/s。支管的水流速度为 1m/s.那么,支管水流汇入后对干管水流产生多大影响,交会后在下游的流动情况如何。 10m 100mm 50mm 5m 二、 模型建立 1、启动GAMBIT。 2、绘制点(0,0.05,0)、点(0,-0.05,0)、点(10,-0.05,0)、点(10,0.05,0)、点(4.975,-0.05,0)、点(4.975,-5,0)、点(5.025,-5,0)、点(5.025,-0.05,0)、点(5.025,0.05,0)、点(4.975,0.05,0),共 10 个点。 3、建立两点之间线段,共 13 条。如图: 4、生成几何面,如图: 三、 网格划分 考虑到水流近壁面粘性效应,首先绘制边界层网格。 1、 选取线 2,按 1:1 的边界生成方式,设第一个点距壁面距离为0.001m,递增比例因子为 1.2,边界层为 4 层。 2、按同样的方法生成线段 3、线段 4、线段 5、线段 8、线段 9 的边界层网格。 3、在 Mesh Edges 面板选中线 2、5、9、4、11、13,选择 Interval Size方式,值为 0.1. 4、按同样的方法,将线段 1、3、8、10、12 等 5 条线段以 Interval Size 为 0.01 划分。如图: 5、运用 Quad 单元与 Map 方法对面进行划分,如图: 面网格划分好后,需要定义边界类型。 6、将线段 1 和线段 12 定义为速度入口,名称为 in1 与 in2,将线段10 定义为自由出流,名称为 out,如图: 边界类型定义完成后,需要将网格文件输出。 7、输出为liuye.msh,并选中Export 2-D(X-Y)Mesh,表示输出的为二维模型网格文件。 四、 求解计算 1、打开FLUENT6.3.26,选择2d 计算器。 2、读入“liuye.msh”文件并检测,如图: 3、执行 Grid-Scale 命令,查看个方向尺寸范围。 4、执行 Define-Models-Solver 命令,进行模型设置。 5、本例水流速度为 1-2m/s,管内为湍流流动,故选择 epsilon[2 eqn]模型。 6、定义流动材料为水。 7、设置环境为 1 大气压,且不考虑重力。 8、边界数据定义,如图: 9、选择需要计算的方程,定义方程的松弛因子以及方程解算的算法,如图: 10、对流场进行初始化,如图: 11、打开残差曲线图,设置个参数的收敛精度要求。 12、设置迭代次数为 1000 并开始解算,如图: 13、解算结果显示,本例在计算到第 68 步后达到了收敛。 14、压强等值线图,如图: 15、压强云图,如图: 16、速度云图,如图: 17、报告显示,如图: 可见,进、出口质量流量相差为7.629395ⅹ10-6 ,满足精度要求。 18、保存 case 文件。 19、安全退出FLUENT。

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