三维圆管流动状况的数值模拟分析.doc

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1、毕业论文三维圆管流动状况的数值模拟分析摘要在工程和生活中，圆管的流动是最常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。雷诺数是判别流体流动状态的准则数。本文用Fluent软件来模拟研究三维圆管的层流和紊流流动状况，主要对流速分布和压强分布作出分析。首先在Gambit里建立物理模型，分别建立直圆管与90度弯圆管的物理模型，并划分网格。选用液体流动的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程以及方程，分别对层流和紊流采用不同的3种入口流速来对三维圆管部流体进行模拟分析，并在FLUENT软件中以直观的

2、方式表示出了层流和紊流各种不同速度在圆管中的流动状况，分析讨论其不同流速下的规律、特点。并通过几种理论方式计算验证所得到的数值模拟结果的准确性。结果证明所得到的数值模拟结果与圆管层流、紊流的理论数据相符合。关键词FLUENT；光滑圆管；湍流；层流；雷诺数；数值模拟TitleThenumericalsimulationandanalysisoftheflowinthe3DroundtubeAbstract:Inengineeringandlife,circularpipeflowisthemostcommon

3、andthesimplestflow,anditcontainstwoflowconditions-aminarandturbulent.Reynoldsnumberisusedtodistinguishthefluidstatecriterion.Thispaperistosimulatestudyofthree-dimensionalpipelaminarandturbulentflowbyFluentsoftware,whichmainlymakesanalysisonthevelocitydistr

4、ibutionandthepressuredistribution.First,establishphysicalmodelintheGambit,respectively,setstraightcircularpipeand90degreebendpipephysicalmodel,andthen,mesh.Selectingliquidflowequationofmassconservation,momentumconservationequationandenergyconservationequat

5、ionoflaminarflowandturbulentflow,wecan,respectively,use3differententrancevelocitytomakesimulationanalysisof3Dpipeinternalfluid.InFluentsoftware,thispaperexpressesthedifferentvelocityoflaminarandturbulentflowinpipeflowconditioninanintuitiveway,discussingpat

6、ternandcharacteristicsunderdifferentflow,andverifiestheaccuracyofthenumericalresultsthroughseveraltheoreticalmethod.ResultsshowthatthenumericalresultsareConformedtothetheorydatasofLaminarandturbulentflow.Keywords:Fluent;Smoothpipe;Turbulentflow;Laminarflow

7、;Reynoldsnumber；Numericalsimulation目录1绪论11.1课题提出的意义11.2直接数值模拟方法简介11.3主要研究容22直接数值模拟方法32.1FLUENT简介32.2FLUENT的计算过程52.3控制方程63在GAMBIT建立中模型93.1直圆管93.290度弯管104在FLUENT中求解计算层流流动114.1FLUENT的参数设置114.2直圆管层流计算结果及分析124.390度弯管层流计算结果及分析184.4圆管层流数值模拟结果的验证225在FLUENT中求解计算紊流流

8、动255.1FLUENT参数设置265.2直圆管紊流计算结果及分析265.390度弯管紊流计算结果及分析335.4圆管湍流数值模拟结果验证356总结与展望386.1总结386.2展望38参考文献39致411绪论1.1课题提出的意义对实际工程量存在的边界形状复杂的区段的流动，鉴于其复杂性和测量的困难性，实验往往只能给出总流的参数，却无法给粗区段详细的流场信息，而数值模拟能够给出相关流场的具体信息。对水流进行数值模拟