基于FLUENT的某喷管内气液流动

关键词：FLUENT，喷管，VOF模型，计算流体力学，气液流动

喷管是一种通过改变管段内壁的几何形状以加速气体的装置，使用FLUENT对某类似喷管的装置进行气液流动数值模拟，可以直观的看到装置内部气液流动情况和相分布，进一步可以通过详细的数值模拟可以对其进行不同结构参数和操作参数下的流场分析，探索更优结构参数及操作参数对其进行优化。

利用FLUENT软件对其进行数值模拟时，首先建立三维模型，为便于数值计算，对其结构进行适当优化。网格划分时对其施加一定的控制（如曲率和偏度）以提高网格质量，综合得到网格质量大于0.3，认为网格质量满足仿真需求。为了提高仿真精度，对模型的局部网格进行了加密处理。随后设置了仿真参数，以空气和水作为流体介质，即确定了流体密度、粘度等参数。多相流模型使用Mixture模型，求解方式选用Coupled，选用二阶迎风格式，松弛因子默认。采用SST k-omega湍流模型来描述流体的湍流特性。后续可以通过改变操作参数对其进行更为细致的数值模拟，以进一步探究其流场分布。几何模型如图1所示，网格划分如图2所示。

图1几何模型

图2网格划分

喷管初始相分布如图3所示，数值模拟过程中给定入口流速，喷管吸入气体，初始压力分布如图4所示。

图3初始相分布

图4初始压力分布

计算迭代2000步时，喷管内云图显示相分布如图5所示，流线显示相分布迹线分布如图6所示。

图5云图显示相分布

图6 流线显示相分布

图7迹线分布

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