基于Fluent的传热风洞流场品质研究.pdf

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1、·信息技术·李媛·基于Fluent的传热风洞流场品质研究基于Fluent的传热风洞流场品质研究李媛(江苏海事职业技术学院。江苏南京211170)摘要：基于计算流体动力学分析软件Fluent对一台吸入式直流传热风洞内部流场进行了数值模拟，分析了风洞主要部件(整流段、收缩段和实验段)的长度对风洞流场品质的影响．得出实验段两种雷诺数下的速度曲线，发现Re=500时实验段气流发展并保持得更均匀平稳：而Re=10时，实验段气流速度有明显下降，对试验的结果将会产生一定影响本研究对该类风洞的优化设计有一定参考价值关键词：风

2、洞：流场品质；Fluent：数值模拟中图分类号：0351．2文献标识码：A文章编号：1671-5276(2012)05-0144—06StudyofFlowQualityofHeatTransferWind——tunnelBaseonFluentLIYuan(JiangsuMaritimeInstitute，Nanjing211170，China)Abstract：Astraightwindtunnel’sinternalflowfieldissimulatedbasedonCFD(Computational

3、FluidDynamics)anditssoftwareFluent．Theinfluenceofthewindtunnel’sthreemajorparts’lengthontheflowqualityisanalyzed．AndvelocitycurvesundertwoReynoldsnumberintestingpartareobtainedanditisfoundthattheflowfieldsaremoresteadyanduniformwhenitisRe=500thanwhenitisRe=

4、to4．Thela~erwouldafecttheresultsofthewindtunneltest．Thestudyisofgreatvaluetotheoptimaldesignofthewindtunne1．Keywords：windTunnel；flowquality；Fluent；numericalsimulation0引言风洞设计理论概述目前，采用风洞实验对各种紧凑式换热器进行传热与风洞实验的理论基础是相似理论l】。J。根据相似理阻力特性的研究日趋成熟[1-3l，而风洞本身的结构直接影论，风洞实

5、验流场与真实流场之间完全相似的条件，除了响风洞的流场品质l4]——风洞实验段气流参数及其分布模型与实物几何相似以外．还必须使所有相似准则全部相情况，最终决定风洞实验的结果和精度。因此，模型在风等。由相似定理知，在进行气动力实验时，首先要保证模洞中试验．要求风洞实验段气流参数在时间和空间上都是型和实物的两个流场相似实验中应测量各相似准则或各均匀的。此外风洞设计通常以经验为基础，采用普通的风相似准则中所包含的物理量．实验数据按相似准则进行整洞性能测试实验也无法获得内部流场的细节和全貌信息。理，这样即可把模型实验数

6、据用到实物流场中去。流体力在理论分析流场特性的基础上，借助CFD技术]可以对学中常用的相似准则：欧拉数(Eu)，牛顿数(M)，普朗特流场进行精确的描述。现有的工程应用已经证明了CFD数()，雷诺数(Re)，马赫数(Ma)，此外还有努赛尔数模拟方法的可行性和有效性l。(Nu)，拉格朗日数()，贝克列数(Pe)。然而，要使风洞对风洞流场品质(即实验段流场的均匀性)影响较大试验满足这些条件是十分困难甚至是不可能的。事实上，的部件有：整流段、收缩段和实验段。因此本文结合CFD在一定的风速范围内．对一定的研究对象，影响

7、风洞实验技术及其分析软件FLUENT，模拟了一台吸入式直流传热的一般只有一、二个主要的相似准则。本文研究的传热风风洞(如图1)中的整流段、收缩段和实验段不同长度的速洞其实验段最大气流速度为24m／s，是低速风洞[1。低度场分布，从而进行了该风洞流场品质的分析研究。速风洞气流属于不可压缩流，表征粘性影响的雷诺数()是最主要的相似准数。因此，设计时必须保证风洞实验段达到一定的尺e数指标。本文涉及的风洞实验段雷诺数要求达到10卜一定民基于的风洞数值模拟2一FLUENT⋯一一‘一一一5一实验段；6一后稳定段；7一方圆

8、收缩e2．-；．8一测速段；9一扩压段；l0一风门调节；11一风机图1吸入式直流传热风洞作者简介：李嫒(1979一)，女，宁夏银川人，讲师，工学硕士，主要从事港口机械教学工作，研究方向为高效换热设备。·14·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．CI1E-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·信息技术·李媛·基于Fluent的传热风洞流