三维圆管流动状况的数值模拟分析

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1、中南林业科技大学本科毕业论文三维圆管流动状况的数值模拟分析毕业论文学生姓名：袁洪武学号：20082396学　院：土木工程与力学学院专业年级：2008工程力学题目：三维圆管流动状况的数值模拟分析指导教师：蒋光彪副教授评阅教师：余敏讲师2012年　5月II摘要在工程和生活中，圆管内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

2、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内部流体进行模拟分析，并在FLUENT软件中以直观的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TitleThenumericalsimulatio

3、nandanalysisoftheflowinthe3DroundtubeAbstract:Inengineeringandlife,circularpipeflowisthemostcommonandthesimplestflow,anditcontainstwoflowconditions-aminarandturbulent.Reynoldsnumberisusedtodistinguishthefluidstatecriterion.Thispaperistosimulatestudyofthree-dimen

4、sionalpipelaminarandturbulentflowbyFluentsoftware,whichmainlymakesanalysisonthevelocitydistributionandthepressuredistribution.First,establishphysicalmodelintheGambit,respectively,setstraightcircularpipeand90degreebendpipephysicalmodel,andthen,mesh.Selectingliqui

5、dflowequationofmassconservation,momentumconservationequationandenergyconservationequationoflaminarflowandturbulentflow,wecan,respectively,use3differententrancevelocitytomakesimulationanalysisof3Dpipeinternalfluid.InFluentsoftware,thispaperexpressesthedifferentve

6、locityoflaminarandturbulentflowinpipeflowconditioninanintuitiveway,discussingpatternandcharacteristicsunderdifferentflow,andverifiestheaccuracyofthenumericalresultsthroughseveraltheoreticalmethod.ResultsshowthatthenumericalresultsareConformedtothetheorydatasofLa

7、minarandturbulentflow.Keywords:Fluent;Smoothpipe;Turbulentflow;Laminarflow;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主要研究内容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

8、.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