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                  时间:2022-10-24 08:31:54

                绕流涡◤街及涡街流量计流场数值仿真

                摘要:基于涡街理论,分别对圆形阻流体、正方形阻流体和三角形阻流体所形成的涡街场进行仿真研究,同时对三种阻流体对应的涡街流量计进行数值仿真,分析流量计》中应变片对三种阻流体流场压力和速度的影响▅.结果表明,应变片改变了流场振荡的频率,三角形涡街流量计的压力损失最小.
                0引言
                  涡街是在一定条件下的定常流绕№过阻流体时,物体两侧周期性地脱落出旋转方向相反、排列规▽则的双列线涡.涡流的产生使得阻流体两侧流体的瞬间速度和压嗡力不同,因此使阻流体发生振动.涡街流量计通过嵌人到流体中的ξ漩涡发生体得到产生的ζ 交替漩涡的频率,通过频率与流但被你們家公子速成正比的关系来测量流速.
                  本文基于涡街理论,分别对』圆柱阻流体,正方阻流体和三角形阻流体三者进行数值模拟是不是因為你藍家寨,并且对三种阻流体对应的涡街流量计中的压电传感器片对流场的〓压力、速度等参数的影『响进行分析.
                1数值模型
                  图1所示方形︽涡街流量计的计算流场图,流场中绕流体中心距流场入口距离设为L=0.2m,.阻流体迎风宽度设为w=0.04m,流场〓速度设为0.01m/s.
                 

                  数值计算满足质量、动量、能量守恒實力提升是非常非常慢方程,如方程(1)、(2)和(3)所示.选择隐式非稳态模型,采用有限体积法中的SIMPLEC(Semi-ImplicitMethodforPressure-LinkedEquationsConsistent)协调性〓压力耦合方程组的半隐式,计算采用二阶迎风格式。
                 
                2数值模型三种阻流体和对应流量计算结果及分析
                  本文针对圆←形、正方形和三角形╲三种阻流体分别进行压力和速度的分析,并对流场中中心线上的压力和速度变化进行具体阐述.
                2.1三种阻流体压力流场≡分析
                  图2为三种阻流体涡街╲场和涡街流量计流场№总压力分布云图.由图所示,圆形阻強者流体后部流场中漩涡交替分布比较〒有规律,涡卐街现象明显.对于正方形阻〇流体,距离阻流体较近你還不夠資格时,仍ξ 能看到比较明显的漩涡分布,而后漩涡逐渐◇散开.对于卐三角形阻流体,低压漩涡形状比较↑圆整,漩涡分布比正方形阻流体规则.另外,不同形状阻流体的分离点不同,圆柱没有其固定『分离点,整个半圆面都卐可以;正方形的分离点一股強大则会出现在前方尖点及附近边或者后方尖点及附近边;三角形则有其固卐定分离点,主要集中在前方两个尖点∏及其附近的边上.对于涡街◤流量计流场,由于应变片在阻流体后的加入,改变了流场中扰动的频率,三种不同流量Ψ 计的流场中频率均变低,这是因为液体在遇到金属应变片之前还未形成规则的漩涡,在一刀斬下金属应变片边缘发生剥离,由于三种▃阻流体的剥离点影响,低压场的范围三角形最∞大,正方↓形次之,圆形最小。
                 
                  由图可以看出,阻流体前端的压力保持恒定,而后在阻㊣流体和应变片之间流场,压力急剧下降∞,形成局部低♀压区.正方形涡街流量计压力变化应变片的后端波动ζ 较大,圆形涡街流○量计次之,三角形涡街流量计应变片后的压【力←变化比较平稳。
                2.2三种阻流体流场中心线速度分析
                  图3为三种阻流体但千幻卻沒有涡街流场中心线速度分布,以流场左侧人口为◇位置初始点,横坐标为中〖心线上各点到初始点的距离,纵不敢相信坐标为速度大小.由图可以看出,初始流︽速大小相同,当遇到阻〖流体时,流速急速下降,在阻流体中心点0.2m前后对应的两个位置处速度降为0,形成∩速度驻点.比较不同阻流体,对于圆形阻流体,阻流体后的流速发生周眼中充滿了炙熱期振荡并有上扬趋势;对于正方形阻流▅体,阻流体后的流速发生一定振荡;对于☆三角形阻流体,阻流体后的流速振荡比较明显.这表明阻流体在流场中引起的扰动比较大,使得阻流体后的速度发生不规则振荡.
                 
                  图4为三种阻流体涡街流量计流场①中心线速度分布.在涡街劉同一被擊退流量计流场中,流速在阻流体→前急剧下降,阻流体※前后对应的两个位置处为速度驻点,并在应变片前部形成了新的速Ψ 度驻点.与图3相比,阻流体前流速变化相同,由于应变片的嵌人,后部的流速震荡频率变低,并且涡街流量计※流场的最大速度和平均速度要比对应的阻︾流体涡街场小对于圆形阻流体流量计流场,应变片后部的速度振荡频率约为涡街↙流场的一-半.对于正方形阻」流体,应变片【后最高速度的位置从0.83m提前至0.7m处.对于三角形阻流体,应变片后的流速明显变得我看你有多少壽命可以燃燒平滑,尤其是从0.4m开始,振荡周期♂变大,同时速度在0.65m处为最大值,随后逐實力果然不錯渐下降.
                2.3三种阻流体压力◤损失
                  表1所示为不同阻流体压力损失计算值,由◇表可以看出,相同条件下,不同形状的阻流体的流场中,对应的压力损失是不同的.圆形阻流体所产ω生的压力损失最大,正方形次之,三角千仞峰形阻流体的涡街场压力损失最小.比较不同形①状阻流体流量计可以看到,圆形阻流体流量计流场的压力损失最大,三角形阻流体的压力∩损失最小.结果显示,压力损失变化趋势与三种阻流体压力损失变化相同,压力应变片的嵌人,只是略微▅增加了压力损失,并没有改变三种阻流体压╳力损失之间的大小对比关系.在三种不同形状阻流体東西是不是在那里流量计中,三角形涡街流量计的压力损失最小。
                 
                3结论
                (1)在①相同条件下,圆形绕流体仿真场可以得到最为规】律的涡街现象.不同形状阻流体的分离点不同,圆※柱没有其固定分离点,整个半圆面都可以;正方形的分离点则会出现在前方尖点及附近或者后方尖点及附近;三角形则有其固定↘分离点,主要集中在前方两个尖点及其附近的边上;
                (2)涡街流量计的阻流体和█传感器应变片之间会形成一片低速低压局部场,涡 轟隆隆這一斧街流量计流场的最大速度和平均速度要比对应的阻流体涡街场小;
                (3)三种不同▼涡街流量计的振荡频率要低于对应的涡街场,比较不同形状阻流体涡估計也不是我街流量计,三角形涡街流量计的压力损失为最小.

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