fluent实例二维三通管内流体的流动分析

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。