基于 FLUENT 的连续波泥浆脉冲仿真实验研究

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基于CFD的旋转阀泥浆脉冲器转子结构参数研究

基于CFD的旋转阀泥浆脉冲器转子结构参数研究
转子转动 , 子相对定子转动 或摆动 , 生截流效应 , 转 产 使 钻 柱 内泥浆 产 生 压力 脉 冲 , 成连 续 的 正 弦压 力 波 。在 地 形 面 检 测 压 力 波形 的 变 化 , 过译 码 , 算 得 到 测 量 数 据 , 经 计
通 过 终 端 显 示 …。
片在 工作 中无 变形 ;
转 矩和 脉 冲 强度 的影 响 , 出 了转 子 的优 化 设 计 准 则 。 得
关键词 : 泥浆脉冲发生器 水力转矩
流体仿器 的部 件 视 为 刚 性 体 , 、 子 叶 2泥 定 转
旋 转 阀 泥 浆 脉 冲 器 脉 冲 发 生机 构 主 要 由定 子 和 转 子 组 成 。 子 在下 定 子在 上 , 转 叶片 数 量相 等 。 图 1 示 。 如 所 随 钻 仪 器 测 得 到 的数 据 经 压 缩 , 码 , 驱 动 控制 电路 驱 动 编 由
1 模 型 简 化 、 格 划 分 与 仿 真 设 置 网
图 2 脉 冲发 生 机构 流 道 模型
泥浆 脉 冲器 脉 冲 发生 机 构 流道 结 构 较 为复 杂 , 旋 转 有
场 和非 旋转 场 , 流 道 的划 分 采取 分 区划 分 。为 了便 于 计 故 算 把 整个 计 算 区域 分 为 定 子 区 、转 子 区和 出 t 区三 个 部 : 1 分 , 构划 分 和边 界 条件 设 置 如 图 3 结 。

单一 流道 不 能 全 面 的 反 应 整 个 泥 浆 脉 冲 发 生 器 的 流
场 特 性 ,采 用全 流 道 进 行 流 场 计 算 能 够得 到 更 准 确 的结
果 。 通 过 以 上 假 设 , 浆 脉 冲 发 生 器 的 流 道 模 型 见 图 2 泥 。

fluent仿真计算教程

fluent仿真计算教程

FLUENT仿真计算教程主要包含以下几个步骤:
打开FLUENT软件,选择相应的版本和求解器,然后创建新的模拟项目。

导入模型和网格文件。

在FLUENT中,可以使用Gambit或ANSYS ICEM CFD等前处理软件生成网格文件,并将其导入到FLUENT中。

在FLUENT中设置模型参数和边界条件。

例如,可以设置流体物性、流动条件(如速度、压力等)以及热力学条件等。

初始化模拟并运行模拟。

在运行模拟之前,可以设置求解器参数、迭代次数、收敛准则等。

检查模拟结果。

在模拟完成后,可以在FLUENT中查看结果,如速度场、压力场、温度场等。

同时,也可以使用后处理功能对结果进行进一步的分析和可视化。

导出模拟结果。

在FLUENT中,可以将结果导出为各种格式的文件,如ASCII、二进制等。

需要注意的是,在进行FLUENT仿真计算时,需要具备一定的流体动力学和数值计算基础,以及对所研究问题的深入理解。

同时,还需要对所使用的软件和工具进行充分的了解和熟悉。

泥浆脉冲信号数据动态传输特性研究

泥浆脉冲信号数据动态传输特性研究
设 计 与 研 究
泥浆 脉 冲信 号数 据 动 态传 输 特 性研 究
王 智 明 杨 谦 张 松 炜
( 1 . 中海 油 服油 田技术 事 业 部 , 北京 1 0 1 1 4 9; 2 . 哈 尔 滨 长安 汽 车 工程 技 术 研究 有 限 责 任公 司 , 哈 尔滨 1 5 0 0 6 6)
限 差分 法处 理 摩擦 项 , 进 而求 解 。
= U ±C

d t
( 8)
将 A代 人 公 式 ( 7) 并与公式 ( 8 ) 对应组合 , 就 可 以 得 到 两 个 常微 分 方程 组 。 分别用 c + 和c 一 代表正 、 负方 向 的特
征线 , 可 以得 到沿 c 方 向 的 公 式 ( 9) 和沿 c 一 方 向 的 公 式
联 立 的偏微 分 方程 , 对 连 续波 泥 浆脉 冲信 号 动 态传 输 特性 进 行数 值 分析 。 关键 词 : 动 态传 输特 性 特征 方法 数 值 求解
引 言
塑+ p c 2 a u + 鱼: o
a x a x
( 2 )
泥 浆脉 冲 器执 行 机构 由定 子 和转 子 组成 ,转子 在 下 , 二 者 叶 片数 量 相等 , 见图 1 。井 下传 感 器测 量 到 的 信 号经 编码 , 由驱 动控 制 电路 驱 动脉 冲器 转 子 转 动 , 转 子 相对 定
式 中 :P为 流体 密 度 , k g / m ; A 为管 道 截 面 面积 , m ; P 为 管道 截 面周 长 , m; f 为摩 擦 系 数 ; g为 重力 加 速 度 ; 仅 为
子 产 生 截 流效 应 , 使 钻 杆 内泥 浆 产 生 压 力 脉 冲 , 形 成 连 续

基于fluent软件的海洋工程波浪水槽研究——造波方法及波浪监测

基于fluent软件的海洋工程波浪水槽研究——造波方法及波浪监测

在波长都取10m的前提下,通过改变速度边界的波 长参数,分别制造出波高位0.4m,0.6m,0.8m的 二维数值波浪。具体情况见下表: 波长(m) 波高(m) 周期(s) 10 0.4 2.53 10 0.6 2.53 10 0.8 2.53
建模及网格的划分 水池模型长150m,高10m,水深5m。后10m为消波区。
研究内容与目标
推板造波是模拟物理边界的运动,根据势流理论,通过控 制推板的推程和周期来使数值水池中产生相应波高、波长 的数值波。
X 0 u(t ) cost 2
2 X 0 2 cosh kh sinh kh ( x, t ) cos(kx t ) kg(sinh 2kh 2kh)
实验过程 通过在UDF中设置推板运动的推程和周期可以控制波浪的波长与 波高。本实验中,分两组分别研究推板造波制造不同波长与波高的二 维数值波浪的质量。
波长变化 在波高都取0.6m的前提下,通过改变推板运动的推程和周期,分 别制造波长为6m、8m、10m的二维数值波浪。具体情况见下表: 波高(m) 周期(s) 推程(m) 0.6 0.6 0.6 1.96 2.26 2.53 0.237 0.268 0.291
研究内容与目标首先本文利用成熟的商业软件fluent使用vof方法通过求解navierstokes方程对当前数值造波技术中比较有代表性的推板造波方法和设置边界条件的造波方首先本文利用成熟的商业软件fluent使用vof方法通过求解navierstokes方程对当前数值造波技术中比较有代表性的推板造波方法和设置边界条件的造波方法在二维的模式下进行了较为系统的研究研究内容与目标并对三维模式下的数值造波技术进行了初步研究
研究内容与目标
首先,本文利用成熟的商业软件FLUENT, 使用VOF方法,通过求解Navier-Stokes方 程,对当前数值造波技术中比较有代表性 的推板造波方法和设置边界条件的造波方 法在二维的模式下进行了较为系统的研究

基于FLUENT的波浪数值仿真及其对出水物体的作用研究

基于FLUENT的波浪数值仿真及其对出水物体的作用研究

基于FLUENT的波浪数值仿真及其对出水物体的作用研究姜涛裴金亮唐岱能源学院指导教师:陈浮一、课题研究目的物体出水运动是一个涉及气液两相问题的三维非定常过程。

在这一过程中,物体的边界条件发生剧烈变化,同时波浪的存在,对物体边界流场的压力、流线分布也起到十分重要的影响。

因此,分析波浪力对于研究水面运动体和出水物体所受应力十分关键。

目前解决该问题的研究手段主要有物理模型实验与数值模拟等。

物理模型实验主要是通过在波浪水槽中进行的实验来研究波浪,采用PIV实验对流场进行跟踪;数值模拟则是通过建立数值模型,通过GAMBIT、FLUENT等CFD软件来进行离散计算。

数值模拟可以节约人力、物力、财力和时间,而且数值模拟可重复性好,条件易于控制,比实验更灵活,此外在海洋结构物的分析和设计中,一般来说,解析解只适用与简单几何形状或线性波浪问题,因而数值解法更有普遍意义。

如果能够对高阶非线性波进行计算模拟,那么就可以用数值波浪水槽模拟各种条件下、特别是极端波况下的波浪运动特性。

所以此项目将采取以数值计算为主,微型实验为辅助的方式开展。

项目分析结果将对解决水下导弹发射等实际工程问题起到参考借鉴作用。

二、课题背景用计算机模拟取代或部分取代海岸与海洋工程模型试验的设想近些年正逐渐成为现实.与物理模型试验相比,数值模拟不仅成本低,可以避免比尺效应,而且在工况选择以及复杂流场的分析处理等方面也具有明显的优越性.关于数值波浪水池的想法由来已久[1],其实质是构建一个数值模拟平台,在该平台上赋予通常实验室中的波浪水池所具有的功能.基于势流理论和应用边界元方法构建数值波水池的工作已有不少尝试.目前发展了以时域高阶边界元方法求解完全非线性的势流方程,例如,Kim等和Grilli等的工作.然而,结构物附近由于粘性作用而导致的各种复杂流动状况毕竟不能用势流理论来反映.此外,边界元方法在处理复杂自由水面时难免失效.自Harlow等提出MAC方法和Hirt等提出VOF方法以来,带自由表面粘性不可压缩流体运动的数值计算技术得到了迅速的发展.在此基础上构建数值波浪水槽的工作也受到了重视.Wang基于VOF方法建立了二维数值波浪水槽并应用所建立的数值波浪水槽开展了波浪对近海平台底部冲击过程的研究.最近,日本一研究小组推出了一个二维的CADMAS-SURF系统,其核心技术是VOF方法.较早将VOF方法推广到三维带自由表面粘性流体运动的是Torrey等. Wang和Su应用改进的VOF方法进行了圆柱容器内液体晃动问题的三维数模在海洋工程问题中,波浪力是作用在工程结构上的最主要的外力之一。

连续波高速率泥浆脉冲器设计研究

连续波高速率泥浆脉冲器设计研究

菅志军 李 相 方 巩宪锋
( 北京科技大 学机械学 院 。北京 1 0 8 ) 03 0
贺 麦 红 ,张 冠 祺 ( 中海油服股份有限公司 技术中心。 北京114) 0 01
[ 要 ] 随钻 测 井 的参 数 越 来 越 多 ,这 些 参 数 需 要 快 速 有 效 地 传 至 地 面 ,研 制 一 套 高 速 率 泥 浆 脉 冲 遥 传 系 摘 统 势 在 必 行 。介 绍 了连 续 波 泥 浆脉 冲 器 脉 冲 发 生 机 理 , 给 出 了连 续 波 泥 浆 脉 冲 器 样 机 的 设 计 方 案 及 工 作
将对 此作 如下 探讨 。
1 连 续 波 泥 浆脉 冲 器 脉 冲 发 生 机 理
连续 波泥 浆脉 冲器 汽笛 部 分 由定 子 和转 子组 成 ,转 子上 部安装 与 转子 叶 片数 量相 等 的定子 ,井 下传
感 器 测量 到 的信号 经编 码 ,由脉 冲器 驱动 控 制 电路驱 动 泥浆 脉 冲器 转 子转 动 ,转 子相 对定 子产 生截 流效 应 ,使 钻柱 内泥浆产 生 压力 脉 冲 ,叶片连 续 转动 ,形 成连 续 的正 弦压 力波 ,由井 下传感 器 编码后 的测 量 数据 通过 调制 系统 加 载信 号 ,在 地面 检测 压 力 波形 的变 化 ,经过译 码 ,计 算得 到 测量 数据 ,通 过终 端显
泥浆 脉 冲发生器 是 随钻 测 量及 随钻 测 井 设 备 中 的重 要 组 成 部 分Ⅱ ] 。泥 浆 脉 冲 传 输 可分 为 正 脉 冲 、
负脉冲和连续波脉冲技术。负脉冲由于对井壁破坏严重 ,下井仪器的结构较复杂 ,组装 、操作和维修不 便 ,很少使 用 。泥 浆正 脉 冲发 生 器使 用最 为 普遍 ,正 脉 冲传 输 速 率 一般 为 0 5 Bts . ~3 i ,国 内 已经成 功 /

泥浆脉冲发生器研究现状

泥浆脉冲发生器研究现状
肖俊 远 , 智 明 , 建 领 王 刘
( 林 大 学 机 械 学 院 , 春 10 2 ) 吉 长 30 5
摘 要 : 绍 了泥 浆 脉 冲 发 生 器 的基 本 类 型 , 析 了 国 内外 研 究 现 状 , 释 了连 续 波 泥 浆 脉 冲 发 生 器 介 分 解 发 生机 理 , 定性 探 讨 了转 子 扭 矩 的 影 响 因 素 , 出 了转 子 优 化 设 计 原 则 。 给 关 键 词 : 钻 测 井 , 浆 脉 冲发 生 器 , 子 , 矩 , 化 设 计 随 泥 转 扭 优 中图分 类号 : 9 76 TE 2 . 文献标识 码 : A
传输工具 、 传输速 率及其 在地 面的信 号接 收 、 信号处
理及解码 等 。根 据 国 内外 目前 的研究 现 状 , 下信 井
和连续 波信号 发生器 的研究 现状 。
1 正 脉 冲 发 生 器研 究现 状
1 1 国 外 .
息传输有 泥浆脉 冲 、 电磁 波 、 波钻杆 柱振 动 3种方 声 式 。声波 钻杆 柱 传 输 技 术 目前 还 处 于试 验 研 究 阶 段; 电磁波 传输技 术受井 深和地 质条件 的影 响较大 , 应 用范 围受 到 限制 ; 泥浆 脉 冲传 输 技术 的商 业化 应
用最 为广泛口 。 ]
以正 脉 冲方 式传输 的 随钻测量 系统 国 内外均 有 较 成熟 的理 论研 究 和 实 际应 用 产 品 。例 如 , 国哈 美
里伯 顿公 司 HDS 系统 , 1 即新一 代 探路 者 MWD 系
统; 哈里伯 顿一 派 尔森 公 司生 产 的 S E RY S 斯 P R _ UN 型正 脉冲无 线 随钻测 量 仪 , 当今 世 界上 技 术 最成 是 熟、 性能最 可 靠 的无 线 随 钻 测 量 系 统 之 一 ; 伦 贝 斯

泥浆脉冲随钻测量系统研究分析

泥浆脉冲随钻测量系统研究分析

随钻测量技术是施工定向井、水平井的重要工具,主要为了获取控制井眼轨迹的参数,如井斜角、方位角、工具面角等。

随钻测量技术主要有三部分组成,即井下测量装置、信号发射装置、地面解码装置。

目前随钻测量技术中信号传输的介质主要有三种,电磁波、泥浆、声波等,其中电磁波在传输过程中信号衰减严重,只适合某一特定的地区使用;声波还处于研发阶段,并没有广泛的商业应用;而以泥浆脉冲的方式进行信号的传输,具有成本较低、可靠性较好等优势,所以是目前应用最多的传输方式。

一、泥浆脉冲的分类目前对于泥浆脉冲传输信号的方式根据其工作原理的不同可划分为三种:正脉冲、负脉冲、连续波,其中以正脉冲应用最为广泛。

1.泥浆正脉冲。

井下测量探管将所测数据发送给泥浆正脉冲发生器,脉冲发生器根据接收到的信号开始产生压力波信号。

正脉冲发生器主要结构是由针阀和小孔组成,脉冲器接收到信号后,开始控制针阀的上下运行,进而改变了针阀和小孔间的间隙,引起泥浆流道面积的变化,进而引发泥浆压力波的产生。

2.泥浆负脉冲。

泥浆负脉冲和正脉冲产生的原理正好相反,从上述可知正脉冲产生的主要原因是间歇性的缩小钻柱内泥浆流道的面积,而引发泥浆压力的升高。

而泥浆负脉冲主要是通过增大泥浆的流道面积,而引发泥浆压力的降低。

其主要组成部件是泄流阀和泄流孔,负脉冲发生器接收到信号后,就开始控制泄流阀的运动,引起泄流孔的开启和关闭,开启后泥浆由泄流孔流向环空引起钻柱内泥浆压力的降低,关闭后泥浆压力恢复正常,这样就产生了泥浆压力波。

3.泥浆连续波。

连续波脉冲发生器也是改变钻柱内泥浆流道的面积,只是其改变的方式和上述两种不同。

它是由一个定子和转子组成,其中定子和转子本身有许多叶片,脉冲发生器接收到信号后,开始控制转子的转动,当转子的叶片和定子的叶片重合时,泥浆流道面积最大,压力最低,转子的叶片和定子叶片没有重合就会导致泥浆流道面积的减小,而泥浆压力升高,这样就引起钻柱内泥浆压力的波动,形成了连续波。

基于fluent的泥浆脉冲发生器冲蚀磨损规律研究

基于fluent的泥浆脉冲发生器冲蚀磨损规律研究

change of the flow area to change the mud pressure in the drill pipe. Its main components are composed of stator and rotor.
When the liquid passes through the mud pulse generator, it will lead to the alternating change of the flow area of the tool,
对工具的冲蚀磨损率会递减,最终趋于稳定;定子的倾斜角约为15°时,冲蚀磨损对工具的影响较小。
关键词:泥浆脉冲发生器; 冲蚀磨损; 定转子间隙; 工具倾斜角; Fluent
中图分类号:TE 922
文献标志码:粤
文章编号:员园园圆原圆猿猿猿(圆园20)02原园026原园4
Study on Erosion and Wear Law of Mud Pulse Generator Based on Fluent
thus forming a continuous pressure pulse. When drilling fluid passes through mud pulse generator, because of the faster
flow rate of drilling fluid, there will be obvious turbulence phenomenon. Based on the theory of solid-liquid two-flow and
1 泥浆脉冲发生器数值模拟
1.1 几何模型
通过建立泥浆脉冲发生器冲蚀几何模型进行数值仿

连续波泥浆脉冲器控制策略研究

连续波泥浆脉冲器控制策略研究
Y A N H o n g l i a n g , S H I We n l o n g , Z H A N G Q i z h i ( 1 . S h a a n x i K e y L a b o r a t o r y o f Me a s u r e m e n t a n d C o n t r o l T e c h n o l o g y f o r O i l a n d G s a We l l s , X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y , x i 粕7 , 1 0 0 6 5 ,
Ab s t r a c t :F i r s t l y , t h e mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n o f r o t a r y v lv a e a n d mo t o r c o n t r o l s y s t e m a l e c a r i r e d o u t , a n d t h e n t h e d a t a t r ns a mi s s i o n p r o c e s s o f c o n t i n u o u s wa v e p ls u e r i s s i mu l a t e d b y f r e q u e n c y s h i t f k e y i n g a n d c o h e r e n t d e mo d u l a t i o n . T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t , wh e n c o n s i d e r i n g t h e c h nn a e l n o i s e , t h e i f h e r p e r f o r ma nc e i s h a r d l y i mp r o v e d, c o r r e c t d e mo d u l a t i o n c a n n o t b e o b t a i n e d u s i n g t h e P I c o n — t r o l s t r a t e g y . T h e r e f o r e, t h e s l i d i n g mo d e c o n t r o l i s a d o p t e d t o i mp r o v e t h e d y n a mi c p e r f o ma r n c e f o t h e mo t o r nd a t o a c h i e v e c o r r e c t d e mo d-

注水泥过程水泥浆流性指数模拟研究

注水泥过程水泥浆流性指数模拟研究

2016年12月注水泥过程水泥浆流性指数模拟研究高彬(长庆油田第十采油厂,陕西西安710021)摘要:注水泥过程中存在影响其固井质量的主观因素和客观因素,针对注水泥过程中水泥浆流变性问题,本文借助计算流体力学软件Fluent,建立了数值模型,在计算机上对水泥浆顶替隔离液进行了数值模拟,得出了水泥浆流变参数对整个注水泥过程的影响规律,提出了注水泥过程优选水泥浆流性指数的基本要求,模拟结果为注水泥顶替设计提供了理论参考。

关键词:注水泥;水泥浆;数值模拟;流性指数油气井固井注水泥过程中,水泥浆顶替效率是决定固井好坏的关键。

在较长水平井固井作业中,由于其水平段较长、水平段延伸方向与套管和水泥浆的重力方向垂直,其固井技术难度明显加大,水泥浆顶替效率更加难以保证。

目前国内外学者为此进行了大量的研究,取得了不少成果,大幅提高了固井质量,本文应用计算流体软件Fluent在计算机上模拟再现发展过程,其中建模过程重点考虑水平段流道长度,通过优化设计水泥浆流变性能参数,系统得出顶替效率变化规律,为水泥浆流变参数优化提供了一定的参考和理论依据,具有重要的科学意义和应用价值。

1数值模拟套管居中度描述的是套管轴线与井眼轴线之间的位置关系,如图2所示。

当居中度为100%时,套管轴线与井眼轴线完全重合,此时的水泥浆顶替效率最好;当居中度为0时,套管贴靠在井壁上,此时水泥浆顶替效率最差。

根据现场扶正器使用情况,建立5个不同居中度的环空流道模型:图1套管居中度示意图启动Fluent求解器,导入环空三维模型,固井顶替的实质属于液、液两种流体在长距离环空间隙中的流动过程,满足流体力学基本方程,包括连续性方程、动量方程及湍流方程构成的一组微分方程组对模拟数据进行分析,绘制得到居中度与水泥浆流性指数规律图,如图2所示。

顶替流场边界条件包括入口边界、出口边界、环空内外壁面边界以及对称边界。

入口边界:采用速度入口边界条件,在入口位置直接对法向速度赋值。

连续波泥浆脉冲器控制电路的设计

连续波泥浆脉冲器控制电路的设计

连续波泥浆脉冲器控制电路的设计刘磊【摘要】连续波泥浆脉冲是MWD传输数据的重要方式之一,而泥浆脉冲器的控制对井下数据的传输度具有重要的影响.由于泥浆脉冲器特殊的工作环境,要求驱动电路能够工作于狭窄且高温、高压、强震动等严峻环境中.为实现泥浆脉冲器的控制,该设计采用TSM320F2812型DSP为主控芯心,采用PWM的控制方式.整个电路包括电源设计、驱动电路设计、电流检测电路设计、位置转速检测设计等,实现永磁同步电机的转速、电流双闭环控制.【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】4页(P68-70,74)【关键词】泥浆脉冲器控制;永磁同步电机;PWM控制;电流、转速双闭环【作者】刘磊【作者单位】西安石油大学,西安710065【正文语种】中文0 引言本设计所用到的泥浆脉冲器为永磁同步电机,其位于钻铤内,工作在井下,连续波泥浆脉冲器以泥浆为介质,转子由永磁同步电机驱动,转子旋转时产生一系列的正弦压力波,该压力波作为井下数据的载波信号,传送至地面,通过压力检测、译码获得井下数据,完成信息传输。

因此,永磁同步电机的控制对于信息的传输具有重要影响。

本控制电路的硬件结构框如图1所示。

图1 系统硬件结构框图1 泥浆脉冲器控制电路硬件设计(1)主电路主电路采用三相桥式逆变电路,根据直流母线电压、工作频率、电枢电流等因素,选择IRGP4063DPbF作为开关器件,该器件耐压值为600V,工作温度范围为-55℃~175℃,在100℃时,连续电流值为48A,导通压降为1.65V。

该器件开关速度快,导通时间仅为55ns。

图2 主电路(2)驱动电路设计由TSM320F2812控制器输出PWM信号经过功率放大后驱动MOS管。

驱动芯片IR2130为三相桥式驱动电路,该芯片可以输出六路触发脉冲信号[6]。

芯片外的自举电容C1~C3提供高端驱动电源,选用10μF瓷片电容,二极管选用快速恢复型器件FR102,栅极限流电阻R1~R3阻值为15Ω。

基于CFD对水跃现象(HydraulicJump)进行仿真

基于CFD对水跃现象(HydraulicJump)进行仿真

基于CFD对水跃现象(HydraulicJump)进行仿真
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一.几何模型建立
首先,建立分析计算的流体域几何模型(2D), 其尺寸如下图所示,水流从中间进口位置流入,空气从出口排除。

二.网格划分
对模型进行尺寸划分设置,网格的划分方法采用等分设置,如下图所示:
这样可以保证网格节点一一对应,网格离散后的效果如下:
三. 多相流设置及计算
采用气-液两相流的多相流模型进行设置,表面张力设置为0.073,如下图所示:
对进水流速设置为0.1m/s,其他设置为默认状态,进行瞬态分析(步长0.005s),计算结果如下图所示:
从仿真结果可以看出,水跃区的水流可以分为两部分:上部不断翻腾旋滚,因掺入空气而呈蓝色。

下部是主流,是流速急剧变化的区域。

这两部分的交界面上流速梯度很大,紊动混掺强烈,液体质点不断地穿越交界面进行交换。

在非定常流的涌波中,也可以形成翻滚前进的水跃。

由于水跃内部水体的强烈摩擦混掺而消耗大量机械能,因此通常把水跃作为消能的有效方式之一。

FLUENT实例-搅拌桨-动网格讲解

FLUENT实例-搅拌桨-动网格讲解

搅拌桨底部十字挡板流场分析动网格实例教程搅拌设备在各个行业运用的十分广泛,搅拌就是为了更够更快速更高效的将物质与介质充分混合,发生充分的反应,而搅拌中存在着许多不利于混合的情况,比如液体旋流。

为了解决这个问题,之前很多人提出在罐体的侧壁上增加挡板,可以抵消大部分旋流,然后大部分都是研究侧挡板的,对于底部挡板的研究十分少,本文就在椭圆底部挡板增加十字型挡板,对罐体中进行流场分析。

1.Gambit建模首先用Gambit建模图形如下:图1:Gambit建立的模型分为两个区域,里面的圆柱为动区域,外面包着的大圆柱设为静区域,静区域划分网格大,划分粗糙,内部动区域划分网格小,划分精细。

边界条件主要设置了轴,搅拌桨,底部挡板,上层液面。

以下就是fluent进行数值模拟。

2.fluent数值模拟2.1导入case文件2.2对网格进行检查Minimum volume的数值大于0即可。

图2网格检查2.3调节比例单位选择mm单位。

图3比例调节2.4定义求解器参数设置如图4所示图4设置求解器参数2.5设置能量线图5能量线2.6设置粘度模型,选择k-e模型k-e模型对该模型模拟十分实用。

图6粘度模型2.7定义材料介质选择液体水。

图7介质选择2.8定义操作条件由于存在着终于,建模时的方向向上,所以在Z轴增加一个重力加速度。

图8操作条件2.9定义边界条件在边界设置重,动区域如图所示,将材料设成水,motion type设成moving reference frame (相对滑动),转速设为10rad/s,单位可在Define中的set unit中的angular-velocity设置。

而在在轴的设置中,如上图所示,将wall motion设成moving wall,motion设成Absolute,速度设成-10,由于轴跟动区域速度是相对的,所以设成反的。

图9动区域边界条件图10轴边界条件2.10设置求解器求解器的设置如图11需将momentum改成0.5即可图11求解器2.11初值初始化在Slove中选择solution initialiation设置一下,初值全为0.2.12设置残留控制将plot点上,其他参数如图12所示。

泥浆脉冲发生器转子水力转矩多相流数值模拟

泥浆脉冲发生器转子水力转矩多相流数值模拟

泥浆脉冲发生器转子水力转矩多相流数值模拟魏亮;王赤忠;程烨;郑炳焕【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】连续波脉冲发生器是现代油气钻井系统的核心部件之一,脉冲发生器主要部件是其中的定子和转子,定、转子的相对运动会导致钻井液的复杂变化.定转子附近机构复杂,钻井液流速快,有明显的湍流现象,而且实际钻井液主要是由水和细砂组成的多相流混合物.着重考虑多相流对转子水动力特性的影响,使用CFD数值仿真方法比较不同情况下,考虑多相流因素和纯水时的转子水动力特性.研究表明:转子水动力转矩基本不受多相流因素的影响,与来流速度、定转子间隙、相对旋转角度关系密切.研究还发现,流道内固相物质在定转子衔接处有积聚的特性.【总页数】7页(P35-41)【作者】魏亮;王赤忠;程烨;郑炳焕【作者单位】浙江大学海洋学院,浙江杭州310058;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074;中船重工第715研究所,浙江杭州310023;浙江大学海洋学院,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】TE927【相关文献】1.连续波泥浆脉冲发生器转子参数设计及敏感性分析 [J], 黄锴;王鹏;冯定;赵钰2.大型流态化多相流数值模拟的关键科学问题——曳力模型的理论分析 [J], 祁海鹰;戴群特;陈程3.基于CG VOF-DEM和CG Mixture-DEM模型的水力旋流器多相流数值模拟[J], 袁吉;王林军4.等轴球晶凝固多相体系内热溶质对流、补缩流及晶粒运动的数值模拟Ⅰ.三相流模型 [J], 王同敏;姚山;张兴国;金俊泽;M Wu;A Ludwig;B Pustal;A Bührig-Polaczek5.往复式泥浆脉冲发生器转子水力转矩 [J], 程烨;王智明;陆庆超;瞿逢重;王赤忠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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S t u d y o n s i mu l a t i o n e x p e r i me n t o f c o n t i n u o u s w a v e
mu d p ls u e s b a s e d o n F L UE NT
Ya n Zhi d a n,Ai Ch unwe i ,M a Sh i t e ng
N 1 0 0 2 I S S
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第 3 2卷
第 9期
2 0 1 5年 9月
新 的 思 维 方 式 和研 究 方 法 以至 有 所 创连续 波 泥 浆 脉 冲 ;F L UE NT仿 真
中图 分 类 号 :T E 2 7 2 ; G6 4 2 . 4 2 3 文 献 标 志码 : A 文 章 编 号 :1 0 0 2 - 4 9 5 6 ( 2 0 1 5 ) 9 - 0 0 5 1 一 O 3
o f t h e c o n t i n u o u s wa v e mu d p u l s e g e n e r a t o r i n me a s u r i n g wh i l e d r i l l i n g a r e a .Fr o m t h e e x p e r i me n t ,t h e
a n al y s i s an d ot h e r m e t h ods by us i ng FLENT s of t wa r e, a nd m a s t e r t he wor ki ng pr i n c i pl e s a nd r o t a r y va l v e
鄢 志丹 ,艾春 伟 ,马 士腾
( 中 国石 油 大 学( 华 东)信 息 与控 制 工程 学 院 ,山 东 青 岛 2 6 6 5 8 0 )

要 :为使 学 生 接 触 专 业 科 研 前 沿 , 更 好 地 培 养其 科 学 研 究 能 力 和 创 新 能 力 , 将 随 钻 测 量 技 术 领 域 中 连 续
波 泥 浆 脉 冲器 设 计 的部 分 研 究 内 容 引 入 到 实 验 教 学 当 中 , 设计 了基 于 F L UE NT 的 连 续 波 泥 浆 脉 冲 仿 真 实
验 。该 实 验 可 使 学 生 熟 悉 计 算 流 体 力 学 的 基 本 知 识 , 学习 F L UE N T 软件 中建模 、 网格划 分 、 流体 分析 等方 法, 掌 握 连 续 波 泥 浆 脉 冲发 生 器 器 工 作 原 理 及 转 阀 设 计 思 想 , 有 利 于 培 养 学 生 的科 学 探 索 精 神 , 并 从 中 学 到
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( Co l l e g e o f I n f o r ma t i o n & Co n t r o l En g i n e e r i n g. C hi n a Un i v e r s i t y o f
Pe t r o l e u m( Ea s t Ch i n a ) ,Qi n g d a o 2 6 6 5 8 0,Ch i n a )
F LUENT i s e s p e c i a l l y d e s i g n e d f o r e x p e r i me n t a l t e a c h i n g, wh i c h i s a p a r t o f t h e r e s e a r c h b a s e d o n t h e p r o j e c t
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2基于fluent的连续波泥浆脉冲仿真在连续波泥浆脉冲发生器设计中转子和定子的阀口形状是影响压力波形状的重要因素对于当前利用基于薄壁刃口流体压力原理而优化的外切式四叶片三角形阀口形状能否满足实际的技术要求需要进行后续的实验验证但考虑到实验系统搭建困难实验周期长成本高昂因此开展以计算流体力学cfd为重要技术手段的仿真实验探索定转子结构与压力波间的变化规律便成为研究中的必要环节

C N1 1 2 0 3 4 / T
Ex p e r i me n t a 1 Te c h n o l o g y a nd Ma n a g e me n t
Vo 1 . 3 2 No . 9 S e p .2 01 5
基于 F L U E N T的连续 波泥浆 脉冲仿真 实验研究
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