fluent实例二维三通管内流体的流动分析.docx

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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MeshEdges面板选中线2、5、9、4、11、13，选择IntervalSize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IntervalSize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Export2-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[2eqn]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。