基于Fluent的新型过程强化装置的流场分析
基于FLUENT的管壳式换热器流场的数值模拟与分析
基于FLUENT的管壳式换热器流场的数值模拟与分析鲍苏洋（南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)摘要:通过简化管壳式换热器模型，采用非结构网格划分，选用κ-ε湍流模型，应用CFD 软件FLUENT 对壳程流体流动和传热过程进行了数值模拟，得到了不同折流板间距情况下壳程流体温度场、压力场以及速度场的分布情况。
分析了折流板间距对壳程流体流场分布、换热器传热速率以及压力损失的影响，并得出了进口流速与传热量和压力损失之间的关系。
模拟结果与理论研究结果相符合，对管壳式换热器的设计和改进有一定的参考价值。
关键词:化工机械; 换热器; 数值模拟; 温度场; 速度场; 压力场Numerical Simulation and Analysis of Flow Field in Shell-and-Tube Heat Exchanger Based on FLUENTSuyang BAO( School of Mechanical and Power Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，China)Abstract: By simplified the model of shell-and-tube heat exchangers，adopted the unstructured mesh，chose the κ-εturbulence model to gain the static temperature field，velocity field and static pressure field distribution of shell by taking numerical simulation of the shell side turbulent flow and heat transfer process with the CFD software FLUENT at different baffle spacing．Analyzed the effect of baffle spacing on the distribution of shell fluid flow，heat transfer rate and pressure drop，also acquired the relationship between inlet velocity and heat transfer rate，pressure drop．The simulation results consistent with the theoretical results of shell-and-tube heat exchangers，which can be a reference for the design and improvement of shell-and-tube heat exchangers．Key words: chemical machinery; heat exchanger; numerical simulation; temperature field; velocity field; pressure field0 引言换热器是石油化工行业广泛应用的工艺设备，换热器不仅能够合理调节工艺介质的温度以满足生产工艺的需要，同时也是余热回收利用的有效设备［1］。
基于FLUENT的超声波流量计流场应用研究
可实现度
可替代度
行业曲线
影响力
真实度
行业关联度
场应用研 究
在试 飞测试 中经 常会有流量 测试 ，而在工 业生产 中 ，也 有很多场合要检测液体 、 气体 、 蒸汽等各种介质的流量 。 但是 ， 在试飞 测试 环境中 ，在 有些特殊 的测试位置是 不允许打孔 安 装的 ，因此 需要实现非 接触测量 。通过对 比选 择 ，最终选 用
， 、 ：
。
式 （１）中 ：Ｃ Ｏ 为超 声波在导管内的传播速度 （ ， ）； Ｃ 为超 声波在 流体 中的传播 速度 （ ” ／ ）：ｒ ． 为 超声波 要换
能单 元 、测试 电路等响应时间 。 若将 Ａ与 Ｂ对换位 置 ，且从 Ａ到 Ｂ的时间 为， （ ）
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图 ２ 弯管的横 截面 图
图 ４ 测量线路布 置图
０８
圈文 件 中 戏 下 毒 』 蔫 Ｉ Ｄ ｒ ｉ ｄ ８ ７ 的 圄 撩 薷 怔
Ｏ
ｃ ￣ ｙ （ ６） 式 （ ６）中 ，， １ 为流体 流量校； 佳系数 ； 为导管 的横截面
Ｏ
图３ １ Ｏ Ｄ、１ ５ Ｄ、２ ０ Ｄ处纵截 面流场 图 （ ｍ／ ｓ ）
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— ０ ０１ ５
— ０ ０１ ０
基于fluent的叶轮流场分析
（c）通过对比不同流体密度下的搅拌情况，得搅拌 机的推力与流体密度有正比关系；
（d）分别对有无导流壳的潜水搅拌机进行了模拟 分析，根据分析结果可以看出导流壳主要起轴向 导流作用，流体受到的池壁边界的影响比无导流 壳时小，并有更长的推进距离。
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四、模拟结果分析
导流壳对流场的影响 ① 速度分布云图
② 流线图
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四、模拟结果分析
③ 距离潜水搅拌机 不同轴向长度的 三个垂直截面上 （即x=100， x=300，x=500三 个截面上）的速 度分布云图
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五、结论
（a）在低速推流情况下，该搅拌机拥有良好的水利 设计结构，较高的工作效率，池内流体可以达到 搅拌要求；
四、模拟结果分析
流体密度对流场的影响 现对潜水搅拌机在两种流体介质下的流动进行数值模拟。一种流
体介质a为水，密度是998.2kg/m3，另一种介质b的密度是2800kg/m3。
利用FLUENT的后处理功能得到了在两种介质中的推力和轴功率。
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四、模拟结果分析
3.转速对流场和搅拌机的影响 选取转速n=774r/min和n=1000 r/min两种转速进行模拟计算。 从速度云图中可以看到，两种速度下池内流场的速度分别基本相同，流体
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致谢
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基于FLUENT的叶轮流场分析
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一、研究背景及意义
潜水搅拌机，是污水处理过程中重 要的污水处理装置，它的性能对污 水处理的质量起着至关重要的影响
基于Fluent软件的SABR反应器流场模拟
（ ｒ ）ｓｆ ａｅｐｃａｅＦｕｎ． １ ｕ —ｓ ｌｍｏｋｐｉｅｅｔ ｉ ｏｉ ｏ ｏｗ ｒ． ｏ ｐ ｔｉ ａｐｏｒ ｓｉｂｅｔｅｔ ｌｈａ ｃ＇ ｏｗｒ ａｋｇ ｌ ｔ １１ ｌ ｃ ｅ ｃｕ ｓ ｒｃ ｄｗｔ Ｓｌｗ ｒ ｓ， ａｅ Ａｃｍ ｕ ｔｎｌ ｒｇ ｍ ｔ ｌ ｏ ｓ ｂｉ ｏ ｔ ｅ ｅｆｌ ａ ｅ ｈ ｄ ｋ ａ ｏ ａ ｕａ ａ ｓ
２ １ 年第 ３ ００ ６卷第 １ 期 １
Ｎ ｖ ｍｂ ｒ２ ｌ ｏｅ ｅ ０ ０
工 业 安 全 与环 保 Ｉ ｕｔａ Ｓｆｔ ａｄＥ ｖｏｍ ｎ ｌ ｒｔ ｔｎ ｎ ｓｉ ａ ｙ ｎ ｎｉｎ ｅｔ ｏ ｃｉ ｄ ｒｌ ｅ ｒ ａＰ ｅ ｏ
・ ３ ・
基 于 Ｆｕ ｎ 软 件 的 Ｓ Ｒ 反 应 器 流 场 模 拟 ＊ ｌｅ ｔ ＡＢ
ｗＵ Ｃ ｕｄ Ｚ Ｕ Ｇ ｏｅｇ Ｘ ＥＱ ｉ ＷＡ Ｇ Ｙ ｎ ｎ ＬＵⅪｎ ｈｎｕ Ｈ ｕｆ Ｉ ｉ ｅ ｎ Ｎ ａｍｉ Ｉ ｇ （ ｏ ｎｉ ｎ ￣ ，Ｊ ｎｓ ｎｅｓ ｆＥ ｖｏｍ ｒ ｉ ｇｕＵ ｉｒ ａ ｔ Ｚ ｅｊｎ 娜 ｈｎａｇ， ｉ ｕ２ ２１ ） １Ｏ３
ｂｏｋ—ｓ ｕ ｔｒｄ ｍｅｈｏ ｏ ｌｘｂｄ ｓｃｍｐｌｄｂ ｈ ｌｃ ｌｃ ｔ ｃｕｅ ｓ ｆｃ ｍｐｅ ｏ ｙｉ ｏ ｉ ｙｔｅｂｏｋ—ｓ ｕ ｔｒｄ ｍｅｈ ｄ ｈ ｄｆ ｄ ｋ—ｅ ｓｌｎｔｌ ｅｃ ｄ ｌａｄ ｔｅ ｒ ｅ ｌ ｅｕｅ ｔｏ ．Ｔ ｅｍｏ ｉｅ ｒ ｉ ｐ ｉ ￣ ｎｅ ｍｏ ｅ ｎ ｈ ｏ Ｕ ｓｄｎ ｌ ｉｇｍｅｈｍｅ ｏ ｒ ｓｄｔ ｅｃ ｂ ｈ ｌ ｗ ｉ ｈ ｅｅｔ ｉ ｓ ｔ ｄ ａｅｕｅ ｏｄｓ ｒ ｅｔｅｆ ｈ ｉ ｏ ｎｔｅｒａｔ ￣．Ｔ ｅｏｉ ｈｅｖｌｃｔ ｙ．ｐｅｓｒ ｎ ｕｂ ｌｎｅｐ ｒ ｒ ｎ ｅｉ ｈ ｅｃｏ ｒ ｎ ｅｔ－ ｒｓｕｅａ ｄｔｒｕｅ ｃ ｅ ｏｍａ ｃ ｎｔｅｒａｔｒ ｅｉｖｓｉ ｆ ａ ｇｔｄ ａ ｎｅ ｌ ｗ ｔ ｆ０．７ ａｅ ｔｉｌｔｆ ｒ ｅｏ ｏ ａ ２ ６，０．２ ４ ０，０．４ ８０，１ ６ ０Ｌ ｈ．ｔ ｅｕｔｓｏ ｓｔａ ｌｅ ｔｃｕｄｅａｔｙｓｍｕａｅｄ ｔｉｅ ｉｆｎｎｔ ｎｏ ｈ ．８ ／ ｈｅｒｓｌ ｈ ｗ ｈｔＦｕｎ ｏｌ ｘｃ ｉ ｌｔ ｅａｌ ｎｏ ａｉ ｆｔｅ ｌ ｄ ｏ
基于fluent的空气变形喷嘴流场模拟及结构优化设计
基于fluent的空气变形喷嘴流场模拟及结构优化设计
在工业领域中，喷嘴的性能对工艺过程有着显著影响。
为了提升喷嘴的效率，本文采用了基于fluent软件的流场模拟方法，对空气变形喷嘴进行结构优化设计。
首先，简要介绍了fluent软件及其在流场模拟中的应用。
接着，阐述了研究目的、意义和方法。
特别强调了本研究旨在通过模拟和分析，找到优化喷嘴结构的有效途径。
然后，深入探讨了流场模拟的实现过程。
这包括建立模型、设置边界条件、选择合适的湍流模型以及初始化流场等步骤。
这些步骤都细致入微地进行了阐述，并附以详细的操作说明。
随后，通过模拟结果，对空气变形喷嘴的结构进行了多角度分析。
这包括流速分布、压力分布、湍动能等。
这些分析结果为优化设计提供了有力依据。
在得出初步结论的基础上，进行了结构优化设计。
具体包括调整喷嘴形状、尺寸以及改进内部结构等措施。
这些优化措施都是基于模拟结果进行的，旨在提高喷嘴性能。
最后，总结了整个研究过程和成果，并对未来研究进行了展望。
本研究通过fluent软件的流场模拟，为空气变形喷嘴的结构优化设计提供了有益的参考。
未来，可以进一步深入研究其他类型的喷嘴，以提升其在各种应用场景中的性能。
基于ANSYS-FLUENT模拟计算下泵站池流场特性分析研究
Ə
( ρｍ ) ＋ Ñ ( ρ ｍ ｖ ｍ ) ＝ ｍ
Əｔ
构工程息息相关ꎬ 其中泵站前池为联通引水池与渠道
式中 ｍ 为质量传递系数ꎮ
的重要载体ꎬ 前池内流体运动稳定关乎输水安全ꎬ 故
运动平均速度为:
而针对泵站前池流场分析具有重要意义
[４ － ５]
ꎮ 已有基
于水动力学理论研究了二维状态下泵站前池运行状态ꎬ
准确预判泵站运行过程中前池流场特征 [６ － ８] ꎮ 另外还
有学者采用水工模型试验ꎬ 如高传昌等
[９]
研究了前池
内中心区域与末端壁面处流态特性ꎮ 当然ꎬ 亦可采用
流场数值模拟手段 [１０ － １３] ꎬ 研究不同状态下的前池流
场ꎬ 为泵站安全运行提供重要参考ꎬ 保障泵站引水工
７８
(１)
张世发: 基于 ＡＮＳＹＳ － ＦＬＵＥＮＴ 模拟计算下泵站池流场特性分析研究
２０２０ 年 ７ 月 第 ７ 期
流体质点间相对速度可采用下式计算:
→ → →
ｖ ｑｐ ＝ ｖ ｐ － ｖ ｑ
(４)
为保证 Ｍｉｘｔｕｒｅ 模型在有限元插分计算时ꎬ 不会出
现多相场之间某一相场抵消与增强ꎬ 因而将运动相对
摘 要: 针对某泵站引水工程的前池流场特性ꎬ 引入流场运动方程分析理论ꎬ 利用 ＡＮＳＹＳ － ＦＬＵＥＮＴ 分析软件ꎬ 研究了
原设计前池不同深度流态特征ꎬ 水流表面分布有 １ / ２ 的回流漩涡ꎬ 漩涡流速在水面以下递减ꎬ 但池壁面处流速随深度增
大而增长ꎮ 对比了淤积前池现状流态呈现较多漩涡回流ꎬ 超过池内面积 ２ / ３ꎬ 入水口流速随深度增大而降低ꎬ ３ ｍ 处最
基于Fluent液压阀流场的动态仿真及可视化研究
%
( & 0 .* !- ) ) & 0 .*
/ * * *
式中， -/ ’ . 是与结点 . 相连的节点数 . 是结点 . 的位移， 目， 0 .* 结点 . 与相连的节点 * 之间的弹性常数， 定义为 0 .* % 6 ) ! 1 -. ( -* 1 当边界结点位移己知时， 就可以用 <’-)5# 扫描算 法求解上述方程。得到收敛解后， 内部结点的位置被 更新。 当边界结点的位移相对局部网格的尺寸很大时， 网格的质量将变得很差。为避免这一问题， 3&%,*( 软
,
其中 ’ 和 ’ X 6 代表了一个时间序列， ’ 代表了当 ’ X 6 下一步的时间， 第 ’ X 6 个时间体积为 前步时间， " ’ #6 % " ’ # G" !! G!
G" ) G! 是控制体积的时间导数， 为了满足网格守恒定 律， 控制体积的体积时间导数为 G" % G!
*H ’+
,
*"
/ #6 ’. ’.
!
"#$%&’ 求解器选择
在 3&%,*( 软件中输入 4’$5#( 的网格模型后， 根据
实际情况对求解器作如下参数设定： G,H#*,+ $)G,&I + I)&J,K。设 定 采 用 非 耦 合 方 式。 LA 轴对称， 非稳态； G,H#*,+$)G,&I+J#I-)%I。选择粘度模型为紊流； G,H#*,+$)G,&I+,*,K/0。加入能量计算方程； G,H#*,+$’(,K#M&I。定义物质属性。选取油作为流 动力粘度为 OS 6T D’・I。 动介质， 其密度为 N1O P/ Q $R ， G,H#*,+5)%*G’K0 -)*G#(#)*I。定义边界条件： 入口 出口压力为 OS 6O62 ?D’。 压力为 OS 11L ?D’， G,H#*, + %I,K U G,H#*,G + H%*-(#)*I + -)$V#&,G。设 定通过 W9 X X 编程的阀芯运动方程 G,H#*, + G0*’$#- $,I. + V’K’$,(,KI。设置最大单 元体积为： OS 6L $$R ， 最小单元体积为： OS OOO 66 $$R 。
双支撑旋涡泵的性能分析和基于Fluent的流场分析
第３ ６ 卷
第３ 期
２ ０ １ ４ － ０ ３ （ 上） 【 ４ ７ 】
务Ｉ
ｌ Ｉ ５ 化
双支撑旋涡泵 的性 能分析和基于Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 的流场分析
Ａｎａｌ ｙ ｓｉ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅｒ ｎａｌ ｆ ｌ ｏｗ ｉｅｌ ｆ ｄ ａｎｄ ｆ ｕｎｃｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｄＯＵｂｌ ｅ ｓ ｕｐｐ ｏｒ ｔ ｖ ｏｒ ｔ ｅ ｘ Ｐｕｍ Ｐ ｂ ａｓｅｄ ｏｎ Ｆｌ ｕ ｅｎ ｔ
２ 双支承旋涡 泵结构优 点
１ ）漩涡 泵 整体 紧凑 ，减 少 了传 统 旋 涡泵 的安
装 误差 所带 来 的影 响 。
２ ）零件 制造 精 度 高 ，加 工 时 以两 端 中心 孔 定
位 ，加 工 两 支 撑 及 叶 片 ，符 合 基 准 统 一 基 准 重 合 原 则 ，保证 了叶 轮 的形位 精 度 。
图 １ 双 支 撑 旋 涡 泵 叶 轮
三 维造 型 。 旋 涡 泵 流体 区 域 包 括 流道 和 叶 轮两 个
收稿 日期：２ ０ １ ３ － ０ ８ － １ ８ 基金项 目：２ ０ １ ３ 年陕西 省教育厅科研计划项 目：高性能新型双支撑旋涡泵可靠性 增长设计研 究 （２ ０ １ ３ Ｊ Ｋ１ ０ ３ ６ ） 作者简介：张康智 （ １ ９ ７ ８一），男，陕西杨凌人 ，讲 师，硕士 ，主要 从事 机电液体一体化技 术的研究 。
相 关 零件 的进 行实 体 建模 。叶 轮 （ 如 图２ 所示）、 泵盖 （ 如 图３ 所 示 ） 、泵 体 （ 如 图４ 所示）。
１ 双支承旋涡泵结构特 点
１ ）叶轮 封 闭流 道 相通 ：叶 轮封 闭指 叶 片 中 间
有隔板 （ 如图１ 所 示 ） ，流 道相 通 就是 指 旋 涡泵 两 端 直 接 通 进 出 口 ，所 形 成 的 流 场 是 一 个 贯 通 的流
基于Fluent的不同形状烘箱风管流场仿真分析及应用_徐军
轻工机械 Light Industry Machinery
Vol． 32 No． 5 Oct． 2014
［ 研究·设计］
DOI： 10． 3969 / j． issn． 10052895． 2014． 05． 009
基于 Fluent 的不同形状烘箱风管 流场仿真分析及应用
徐
1 1 1 2 军 ，陈海卫 ，周一届 ，高一中
( 1． 江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122 ; 2． 江苏海大印染机械有限公司，江苏 无锡 214112 )
摘 要： 风管是烘箱中最为关键的部分， 其质量直接影响织 物拉 幅 定 形的 效 果。针对 目前设计 风 管结构 时， 存 在 着 主要
3
不同形状风管的流场对比及适用场合的讨论
如果织物的材料不同， 那么在对织物的热定形工 艺中所提出来的要求也会不相同， 而风管对织物热定 形的效果有非常重要的影响， 因此对不同形状风管的 流场进行对比分析并讨论各自的适用场合就尤为重 要。对方孔、 圆孔、 狭缝式风管进行流场对比分析时， 设置一样的边界条件， 如均选用标准 κε 模型， 进气速 度均为 7． 9 m / s， 进气面都相同， 均采用压力出口边界 等。方孔式风管的网格模型图如图 3 所示， 其方孔出 口处局部速度矢量图如图 4 所示。圆孔式风管的网格 模型图如图 5 所示， 其圆孔出口处局部速度矢量图如 6 。 图 所示 狭缝式风管的网格模型图如图 7 所示， 其 狭缝出口处局部速度矢量图如图 8 所示。 图 5 圆孔式风管网格模型图 Figure 5 Mesh model of the air duct with circle holes
Abstract ： The air duct is the most critical part of drying even ，and it has a significant impact on the effect of the fabric drying and heat setting． Since when designed the structure of the air duct ，existed relying on designer own experience lack of calculation and analysis． The paper analyzed flow field in air ducts with different shapes through FLUENT software，verified the feasibility of the models by actual measurement，finally made the applicable occasions of these ducts clearly． The result shows that square holetype duct is suitable for vast majority of woven and knitted fabrics； the circular holetype duct is fit for the fabric which has relatively smaller velocity magnitude requirement，such as chemical fiber fabrics； since the slottype duct provides a very good distribution of air flow on the surface of fabric ，make the fabric surface moisture drying faster，and thus is suitable for deep pile and loop pile fabrics． Key words： drying room； air duct； flow field analysis； applicable occasions 作为染整工艺中的重要后整理设备， 拉幅定型机对 织物的品质有重要的影响， 广泛应用于对织物的烘干及 ［ 1 ］ 热定形工艺中， 其中用作烘干的部分称作烘箱 。 国外对烘箱风管的研究很少， 对烘箱的加热 目前， 方式、 空气供给系统、 模拟织物表面水分蒸发等研究较 ［2 ］ 。 Cay 多 等 对拉幅定型机工作时使用热油加热和直 接热气体加热这两种加热方式进行了比较 ， 结果表明 直接热气体加热的效果更好， 而使用热油加热时的破 坏力和损失率更高。对于拉幅定型机工作时的两种空
基于FLUENT的液体分布器内部流场分析
计算流体动力学（CFD ）是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科。
CFD 应用计算流体力学理论与方法，利用具有超强数值运算能力的计算机，编制计算机运行程序，数值求解满足不同种类流体的运动和传热传质规律的三大守恒定律，及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组，得到确定边界条件下的数值解。
它兼有理论性和实践性的双重特点，为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。
CFD 的运用改变了传统的设计过程，由于CFD 软件可以相对准确地给出流体流动的细节，可以较准确预测产品的整体性能，并从对流体的分析中发现产品或工程设计中的问题，减少未预料到的负面影响，使得产品设计或优化对实验的依赖性大为减少，能够显著缩短设计周期，降低费用。
1FLUENT 软件介绍FLUENT 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包，在美国的市场占有率为60％，只要涉及流体、热传递及化学反应等的工程问题，都可以应用FLUENT 来进行结算。
它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
FLUENT 软件设计基于CFD 软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动和物理现象，采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而可以高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
基于上述思想，FLUENT 开发了适用于各个领域的流动模拟软件，用于模拟流动、传热传质、化学反应和其他复杂的物理现象，各模拟软件都采用了同意的网格生成技术和共同的图形界面，大大方便了用户。
FLUENT 的软件包由以下几个部分组成。
（1）前处理器：Gambit 用于网格的生成，它是具有超强组合建构模型能力的专用CFD 前置处理器。
另外，TGrid 和Filters(Translators)是独立于FLUENT 的前处理器，其中，Tgrid 用于从现有的边界网格生成体网格，Filters 用于转换由其他软件生成的网格从而用于FLUENT 计算。
基于Fluent轴流式风机内部流场分析
基于Fluent轴流式风机内部流场分析◊安徽理工大学机械工程学院代以吴宪陈鸿宇杨文杰以某型号轴流式风机为研究对象，用Gambit构建出轴流式风机内部流场分析的有限元模型，将模型导入Fluent,设置分析条件和边界条件后求解，得出风筒出口处的压力与速度云图，并通过计算得出轴流式风机的各项性能指标。
风机使用面广，种类繁多，在工业生产中利用风机产生的气流做介质进行工作，可实现清选、分离、加热烘干、物料输 送、通风换气、除尘降温等多种工作，渐渐成为人们生产生活 中不可或缺的动力机械设备。
风机内部形成复杂的湍流流场，所以为了设计出满足实际生产生活要求的风机，就需要对风机 内部流场进行有限元分析，以获得风机各项功能指标。
1建立有限元模型本文选取某型号轴流式风机进行流场分析，在solidworks中脸翻，翻结构雜如表1所示〇轮毂比径向间隙叶片数叶片安装角出风口直径电机转速0.463mm S53。
1100mm2920r/min表1在Gambit中建立轴流式风机流场分析的有限元模型。
在划 分网格时，由于轴流式风机内部流道结构复杂，集流器进口和 风筒出口处的结构较为简单，所以需要将整个流道划分成不同 区域，另外，叶轮处是旋转区域且存在叶片空间扭曲等复杂流 道，需要对该区域单独划分并加密处理。
因此采用非结构性网 格和结构性网格相结合的方法进行网格划分。
轴流式分级计算 区域网格的戈扮如图1所示。
在设置边界条件时，将集流器进口 处设置为压力入口，风筒出口设置为压力出口，将叶轮区域流 体运动类型设置为动参考系模型（MRF),该区域的壁面边界 条件类型®*为旋转壁面（Movingwall)，旋转轴为X轴。
然后 导出mesh文件。
2 Fluent求解打开FhientH维求解器，导入mesh文件，检查网格，體模型材料为空气，采用标准的k-e模型作为计算模型，环境压强 设为101325 Pa,重力影响忽略不计，设置旋转轴的转速为2920 r/min,进行求解0图1计算区域网格划分图2风筒出口处动压云图图4风筒出口处静全压云图-0.6-0.4-0.200.2 0.4 0.6图6风筒出口径向速度云图3结果分析图3风筒出口处静压云图图5风筒出口轴向速度云图图7风筒出口切向速度云图动酿现的敗流速度的大小，由图2可以看到，动压在中 心位置很低，沿径向渐渐变高。
基于Fluent的速度入口管径变化的流场分析
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22
仪器仪表用户 INSTRUMENTATION
第24卷
位以及冲蚀的程度有比较准确的预测，对今后的管道设计 以及运输的安全维护工作提供重要的参考价值[2]。
1 模型建立
1.1 几何模型的建立 本研究几何模型如图ห้องสมุดไป่ตู้所示，由水平主管和垂直支管构
成。水平主管长度150cm，垂直支管长度50cm，主管距垂 直管底端距离5cm。流体从垂直管流入水平管流出。通常的 模拟研究主要集中于改变介质种类以及入口速度，观察流 体流动情况的改变，本文研究重点考察管径尺寸的改变对 于介质流动的影响以及管道的压力分布。
1.2 网格的划分 利用Gambit来绘制管道图形并划分网格，考虑到网格
收稿日期：2017-06-07 基金项目：2016年天津市自然科学基金项目（17JCYBJC16800）；天津中德应用技术大学科技培育重点项目（zdkt2016-001）；天津中德 应用技术大学自制实验实训设备重点项目（ZDZY2016-03C）。 作者简介：韩思奇（1989-），男，满族，天津人，硕士，助教，主要从事流体力学模拟相关工作。
Han Siqi, Shao Xin, Tan Panlong (Intelligent manufacturing college, Tianjin Sino-German University of Applied Science, Tianjin, 300350, China)
Abstract：The change of pipe diameter can affect the flow condition and the pressure field distribution. Currently, there are few studies in this fluid. Fluent is a generality commercial CFD software which can be applied to the numerical simulation of flow field. Taking on the analysis of turbulence model and empirical equation, the optimum parameter is confirmed. Influence of pipe diameter and temperature on the velocity and pressure field distribution was investigated. The simulation results show that the variation of pipe diameter has significant effect on the maximum velocity and the range of the vertex. At the same time, the velocity increased when the temperature decreased.
基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析
基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器是一种高效的气体净化设备，可以有效地降低船舶排放污染物的浓度，提高空气的质量。
本文通过对该设备的流场分析，探讨其在实际应用中的优缺点及其改进措施。
在Fluent船用排气净化低温等离子体反应器中，气体从进口进入反应器，在高电压电场的作用下，分子被分解成带电的离子和自由电子，并通过离子再组合和自由电子与分子相互结合，最终达到净化效果。
在此过程中，流场的分析非常重要，对于净化效果和设备的性能均有重要影响。
首先，分析该设备的流场特征。
在进口处，气体注入后流经导电板，在电极处形成电场，引起气体中分子的碎裂和离子的生成。
流场受到电场的作用，气体在导电板和电极之间流动，形成强电场区和弱电场区，不同电场区域的气体速度和浓度均有区别。
在这个过程中需要考虑气体的热传导、质量传输以及化学反应等影响，以此来优化反应器的结构和操作参数。
其次，分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的优缺点。
该设备具有高效净化、安全可靠、适用范围广、易于维护等优点。
但是，该设备存在着能量消耗高、排放的NOx浓度高、操作温度受限等缺点。
因此，学术界和产业界正积极寻求解决这些问题的方法，以完善设备的性能。
最后，探讨Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的改进措施。
在设备的结构设计方面，可以采用流线型设计、电极形状设计等方式来改善气体流场结构，以提高净化效率以及能量利用效率。
在操作参数的控制方面，可以采用智能控制技术来对电压、频率、温度等参数进行自适应控制，从而避免设备的过度或者不足的情况。
此外，更好的电极材料、更高效的电源、更优越的气体混合技术等技术的应用，将使Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的效率更高，更健康的环境同时也在不断地向我们走近。
综上所述，Fluent船用排气净化低温等离子体反应器采用了先进的等离子体反应原理，通过对气体流场的分析，可以优化设备的结构和操作参数，提高其净化效率和能量利用效率。
基于FLUENT的烘干机内部流场分析与结构优化
江苏科技大学硕士学位论文基于FLUENT的烘干机内部流场分析与结构优化姓名：***申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：***2010-12-28摘要烘干机是隧道式洗衣机上的一个重要组成部分，它的主要作用是烘干洗涤织物。
评价烘干机性能好坏的一个重要指标就是烘干效率问题，所以开展对烘干机内部流场分析的研究具有重要的意义。
本文采用CFD方法对烘干机内部流场进行数值模拟分析，主要研究内容如下：1）深入研究了数值模拟相关理论，主要包括：计算流体力学基本理论；有限体积法基本理论；数值求解方法；湍流模型和壁面函数。
2）本文借助CFD数值模拟对烘干机内部流场进行了系统的分析，根据烘干机内部流动特点，建立烘干机物理模型和数学模型，运用结构化网格对烘干机内部进行划分网格，应用有限体积法对方程进行数值计算，分析得出烘干机内部压力场、温度场和速度场；重点分析烘干机内部回流区大小和监测点速度大小，为烘干机结构优化作好准备。
3）以原结构烘干机内部流场计算为基础，对影响烘干机内部流场性能的结构参数进行重点分析。
对不同结构烘干机作对比，研究不同结构下烘干机内部流场特点，分析不同结构下烘干机内部压力场、温度场和速度场，重点比较不同结构下烘干机内部回流区大小和烘干机内部监测点速度值的大小，最终设计出烘干机最优结构，优化烘干机内部流场，减少烘干机内部能量损失。
4）针对原结构烘干机和改进后烘干机进行实验研究，并对实验结果进行分析，通过对比分析验证了本文数值模拟仿真的正确性。
本文运用FLUENT软件对烘干机内部流场进行数值仿真分析，并分析不同结构下烘干机内部流场特点，通过分析比较出烘干机结构最优方案，最后通过实验验证数值模拟仿真的正确性。
关键词烘干机；CFD；流场分析；数值模拟AbstractDryer is one of the important parts on the Tunnel-type washing machine.The main role of the dryer is to dry cleaning fabrics.Analysis of the dryer is an important indicator of the performance efficiency of drying,so it is important for carrying out the dryer analysis of the flow field.In this paper,we analysis the simulate of flow field inside the dryer by CFD method.The main contents are as follows:1）Depth study of the theory of numerical simulation,it mainly contains:the basic theory of computational fluid dynamics;the basic theory of finite volume method;numerical solution;turbulence model and wall function.2)With the help of CFD simulation,analysising the internal flow field system of dryer.Accoring to the internal flow characteristics of the dryer,We establish the physical and mathematical models of the dryer. The use of structured grid inside of the dryer mesh,finite volume method for numberical calculation of equations to analyze the internal pressure field obtained dryer,temperature and velocity field,and analyzing the internal recirculation dryer size and velocity monitoring points,and it is prepared for structural optimization of the dryer.3)The performance of the dryer on the structural parameters of single-target analysis is based the original structure of the flow field pparing different structures, different structures of the flow field inside the dryer,the dryer different structures obtained internal pressure field,temperature field and velocity field.We focus on comparing different structures within the recirculation region the size of the dryer and the drying rate of the value of monitoring points inside the size of the final optimal structure obtained dryer and optimization of the dryer flow field,reducing the energy loss of the dryer.4)The dryer have been investigated in the original structure and improved structure dryer.And analysising the experimental results.And we verify the numerical simulation accuracy by comparing.In this paper,dryer is simulated the flow field analysis by fluent software.we analysis the flow field characteristics of the dryer in the different structures and the structure of the optimal solution dryer by comparing.Finally,numerical simulation is verified the accuracy by experiments.Keywords dryer; CFD; flow field analysis; simulation论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
基于Fluent的换热器流场模拟
基于Fluent的换热器流场模拟第1章绪论 (2)1.1换热器的分类 (2)1.2 换热器研究与发展 (3)1.2.1换热器发展历史 (3)1.2.2 换热器研究及发展动向 (3)1.2.3 国外新型换热器技术⾛向 (4)第2章管壳式换热器 (9)2.1 管壳式换热器结构 (9)2.2 管壳式换热器类型 (9)2.3 换热器的安装、使⽤及维护 (10)2.3.1换热器的安装 (10)2.3.2 换热器的清洗 (10)2.3.3换热器的维护和检修 (12)2.3.4换热器的防腐 (13)2.4 换热器的强化 (14)2.4.1管程的传热强化 (14)2.4.2 壳程的传热强化 (16)第3章流体传热的研究⽅法 (17)3.1 传热学的常⽤研究⽅法 (17)3.2数值模拟的求解过程 (17)第4章基于Fluent的管壳式换热器的数值计算 (20)4.1 Fluent简介 (20)4.2 基于Fluent的三⾓形排列的换热器流畅模拟 (21)结论 (31)第1章绪论换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到⼯艺流程规定的指标的热量交换设备，⼜称热交换器，⼴泛应⽤于化⼯、⽯油化⼯、动⼒、医药、冶⾦、制冷、轻⼯业等⾏业。
随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。
1.1换热器的分类换热器作为传热设备随处可见，在⼯业中应⽤⾮常普遍，特别是耗能量⼗分⼤的领域。
随着节能技术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。
适⽤于不同介质、不同⼯况、不同温度、不同压⼒的换热器结构和形式亦不相同，换热器种类随新型，⾼效换热器的开发不断更新，具体分类如下。
(1)冷、热流体热量交换的原理和⽅式基本上可分三⼤类：间壁式、混合式和蓄热式。
间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁⾯分开的空间⾥流动，通过壁⾯的导热和流体在壁表⾯对流进⾏换热。
间壁式换热器根据传热⾯的结构不同可分为管式、板⾯式和其他型式。
管式换热器以管⼦表⾯作为传热⾯，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；板⾯式换热器以板⾯作为传热⾯，包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等；其他型式换热器是为满⾜某些特殊要求⽽设计的换热器，如刮⾯式换热器、转盘式换热器和空⽓冷却器等。
基于Fluent的流场分析在稳压罐设计中的应用
基于Fluent的流场分析在稳压罐设计中的应用樊亚明;翁国华;岳坚;范志宏【摘要】介绍了稳压罐的结构和Fluent软件的特点,提出了Fluent在设计中应用的方法.通过实例,对稳压罐进行了理论设计和数值模拟分析,得出了其出水口位置的流量稳定度,验证了稳压罐设计的合理性.结果表明,传统理论设计与计算流体力学相结合的方法是行之有效的.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)011【总页数】4页(P100-103)【关键词】稳压罐;理论设计;Fluent;流场分析;数值模拟【作者】樊亚明;翁国华;岳坚;范志宏【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海工业自动化仪表研究院,上海200233;上海工业自动化仪表研究院,上海200233【正文语种】中文【中图分类】TB937随着我国计量科学的发展，人们对流量计量［1］的精度提出了更高的要求。
除了现场的计量条件和流量仪表自身的性能因素之外，计量精度较大程度上取决于流量标准装置［2］，而装置的流量稳定性是其中一个重要的性能指标。
国内外高水平的水流量标准装置普遍采用水塔溢流法稳压，然而由于水塔建造成本高，占地面积大和压力水头有限等因素，变频加稳压罐的方法被越来越多的人所认可。
在稳压罐的结构设计中，可通过理论分析的方法来确定各个参数并建立模型，但稳压罐的稳压性能只有通过大量的物理试验来测定。
随着计算流体力学(CFD)［3］的发展，其与传统设计方法相结合的趋势已成必然，CFD 技术已经发展到完全可分析三维粘性湍流及漩涡运动等复杂问题的程度，过去一些主要借助于基本理论分析和物理模型试验的问题，均可借助CFD 手段在计算机上实现。
文中介绍了稳压罐的结构、流体分析软件Fluent 的特点和稳压罐设计流程，提出了流场分析在稳压罐设计中应用的方法。
通过实例建立稳压罐的模型，然后使用Fluent 对其进行数值模拟分析，并监测出口的流量稳定度从而说明稳压罐的稳压性能。
基于Fluent软件的新型柱塞气举流场的数值模拟
基于Fluent软件的新型柱塞气举流场的数值模拟段进贤;李颖川;钟海全【摘要】新型柱塞在结构上较常规柱塞有了较大改进,使柱塞在下落时所受到的阻力更小,下落速度更快;但由于柱塞与油管之间存在间隙,举升时仍有部分液体回落及气体窜流.针对这种情况,运用Fluent软件对油管内部柱塞周围流场进行了数值模拟计算,得到了柱塞周围流场的压力及速度分布,并对不同外壁结构的柱塞举升流场进行了计算,对其气窜速度进行了对比分析,对开槽柱塞在不同压差条件下的速度进行了模拟计算,为以后计算柱塞气窜量、液体漏失量及优化柱塞结构提供了理论依据.【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2014(036)003【总页数】4页(P117-120)【关键词】新型柱塞结构;Fluent数值模拟;流场计算;数据分析【作者】段进贤;李颖川;钟海全【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE355.3新型柱塞是由外径略小于油管内径的下端带锥面的空心圆柱筒以及圆钢球构成的一种组合器件[1]。
在采油及排液采气过程中作为一种固体的密封界面，举升时将举升气体和被举升液体分开，显著地减少了气体的滑脱及液体的回落。
而且该新型柱塞由于其新颖的结构使得在柱塞下落过程中比常规柱塞所受阻力更小，速度更快，大大缩短了油气井的关井时间甚至不关井生产，从而提高了油气井的生产效率[2，3]。
但由于柱塞外壁与油管内壁之间存在一定的间隙，故在其举升过程中有部分气体的窜流，从而影响举升效率。
为了解决上述问题，有必要对柱塞的外表面结构进行优化，使其在举升过程中柱塞与油管的密封性更好，从而减小气窜量。
基于Fluent液压集成块内部流道流场的数值模拟_李海龙
止区， 液流流动要克服滞止区 内液压 油 的 粘 性力 作用 而产生能量损失， 同时 涡旋 自 身旋 转 也会消耗 一 定 的
能量。通过转向 A 处的流线图可 以看 出， 在转向 A 处 的工艺口容腔也有 涡旋产生， 涡旋区 内的 流线较 为密
集， 液流做不规则的旋转、 碰撞、 回流运动， 涡旋内的反 向回流运动， 与主流运动混在一起， 进一步扰动主流运 动， 给主流 运 动 造 成 巨 大的 阻碍， 消耗 主 流 运 动的 能 ［5 ］ 量 ， 从而导致 液 流 的压 力损失。 因此， 液 流 在 直角 转向 A 处产生 大 约 0． 1 MPa 的压 力损失。 液 流 在 涡 旋的影响下， 流动一段距离后， 又逐渐扩张、 附壁， 渐趋
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图7 图8
提到的压力降低区域。 在 分 离涡旋区 S 内， 流线比较 稀疏， 压力较低， 涡旋 中 心 速 度 近 似 为零， 形成流动滞
Z = － 28 平面压力图
X = － 4 平面压力图
从上面分析的结 果 可 以看 出， 液 流 在集成块内部 产生能量损失的位置在流道转向处和工艺孔容腔。产 生能量损失的原因为液流在流道转向处产生分离涡旋 区并形成流动滞止区， 液 流流 动 要 克服滞止区 的 粘 性 力作用， 同时形成的 涡旋 自 身旋 转 也 需 要 消耗 一 定 的 能量， 因此产生了液流的能量损失。另外， 工艺孔容腔 内涡旋的反向回流， 也加剧了对主流运动的扰动， 进一 步造成液流的能量损失。 因此， 为 了 减 小液 流 的 能量 损失， 在设计集成块 时 应 尽 量 减少 流 道 转 向 结构和工 艺孔容腔的的数目， 以降低产生涡旋的机率。 结论 本文 利 用 数值模拟 方 法， 应 用 Fluent 软 件 对 液压 集成块内部流道流场进行了仿真研究， 得到以下结论: ( 1 ) 液 流 在液压集成块内部 流 道的 流 动 非 常 复 杂， 液流在转向结构内 侧 形 成的 分 离涡旋区是产生 能 量损失的主要原 因。 液 流 在 流 经 分 离涡旋区 时， 转向 结构外侧的压力总是大于转向结构内侧的压力; ( 2 ) 工艺孔容腔 内 涡旋 的 反 向 回 流， 对主流运动 扰动很大， 加剧液流的能量损失; ( 3 ) 设计集成块 时， 尽 量 减少 集成块内部 流 道的
FLUENT算例-(5)搅拌桨底部十字挡板的流场分析教学文案
F L U E N T算例-(5)搅拌桨底部十字挡板的流场分析搅拌桨底部十字挡板的流场分析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。