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NY-T001R 教学流场仿真-数值计算软件-流体力学综合实验

南京弈星软件有限公司

文经理13327719965

该软件根据液体流动的物理特点,采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等方面能达到优化。

提供了全自动化的网格剖分算法,让用户可以非常方便的使用非结构网格,包括三角形、四边形、四面体、六面体、金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动,允许用户根据解的具体情况对网格进行修改。可用于三维流动分析,可完成多种参考系下流场模拟、定常与非定常流动分析、不可压流和可压流计算、层流和湍流模拟、传热和热混合分析、多孔介质分析等。

具有以下功能:

1、软件数值计算模型与流体力学综合实验装置原型一致。可以直观地观察到不同流量和流速下管道内水流方向的变化、水流状态表现、压力的变化等。

2、仿真软件包括:雷诺实验、沿程阻力实验、伯努利实验、局部阻力实验、文丘里流量计实验、孔板流量计实验、毕托管流量计实验。

3、可根据实际实验输入参数计算试验工况的DyFlow仿真结果,在任意实验工况下计算并仿真显示任意点的压力、速度、流向、雷诺系数、阻力系数、流量等,验证伯努利方程的试验结果。

4、中文版流场仿真根据装置3D模型建立,调节阀门的开度,自动模拟计算各工况下的结果。

5、通过DyFlow流场可视化窗口Uview,观察液体流动的压力分布,速度分布。

6、针对不同工况,可以完成多工况的全数据对比、数据化分析及数据可视化方面的工作。

★必须提供管道中液体的流动相模型基本算法。

一、流体多功能试验台

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(1)毕托管

(2)伯努利

(3)局部阻力

(4)孔流量

(5)雷诺

(6)文丘里

(7)沿程

二、毕托管

毕托管,是通过伯努利方程计算和测量速度的一种方法。

在多功能试验台上,如图,

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通过计算流体力学计算,我们可以计算出内部的流体速度和压力分布情况。

以入口速度1m/s(一个标准大气压,20摄氏度室温环境)计算为例。

1、 毕托管后方流体形态

在毕托管的管嘴的后端(气流流向的方向是前),流场如下图

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速度中间大,靠近壁面速度迅速减小。我们可以看一下横截面的速度大小分布

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侧面看速度大小分布,是一个抛物线,实际真实的一个圆柱管道流,在低速下也是一个抛物线,称为泊肃叶流。

我们可以读取边缘的数据,大约是0.149m/s,中心数据1.92m/s

2、 毕托管附近流场

我们在看一下毕托管口处,为什么说明速度的影响,我们偏离管口1.1mm

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在毕托管计算中管口速度是假设为0的,计算结果测量的值为0.46m/s。

我们可以更近些 相距0.58mm,此时,中心速度0.26m/s

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这已经靠的很近。就按这个数据来计算,毕托管的精度大约是

(1.92-0.26)/1.92= 86.45%

这个是毕托管的速度损失,实际在毕托管的测量中还有压力损失。

在长度方向上,水流经过毕托管之后,水流形态发生了很大的变化。

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在毕托管附近五个截面的速度分布。以及长度方向上的速度变化轮廓。

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长度方向,水流的流线

3.阀门附近流场

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三、伯努利管

伯努利管是一个综合性试验,可以了解恒定总流伯努利方程的各种性质

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这个伯努利管,沿线布置了6个测压点,和一个阀门。

两处变径两处弯头,我们分别予以分析。

1、 收缩变径

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速度分布

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这个图,反应了两个事实。

(1)由于变径造成的流体速度增加。

简单的质量守恒,可以描述这个事实。

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表面积S 乘以速度U 是一个常数。所以,半径变小之后,速度增加。

(2)由于在变径处遇到阻挡产生的扰流

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这段,是扰流+变径的效应

(3)弯道

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弯管的分布,与只管的分布基本相同。

这个与弯曲半径有关。

(4)突然变大的变径(黎曼问题)

入口:

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出口:

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2.阀门附近流场

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四、局部阻力

1、 形态

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局部阻力实验管 是一个变径的圆管。主要是用以研究和验证变径前后流体的作用

2、 整体分布

压力分布:

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从入口到出口,压力递减。

速度分布:

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速度主要根据截面积变化为主。

3、 粗管入口处分布情况

速度分布:

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入口前,管径小,速度块,入口后,管径大,速度小,同时有一个过渡区域。

压力也逐步释放。

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4、 出口处分布

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由于体积压缩,根据质量守恒,速度增大。

5.阀门附近流场

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五、孔流量

孔流量试验,目的是观察流体经过孔之后的变化的性质变化

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速度上,在孔前端会出现挤压,形成一个流体的震荡,在孔后端,流体形成一个波动。

这个波动和速度及口孔径有关。但是经过一段距离后,这个流体会稳定下来。

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阀门附近流场

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六、雷诺管

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阀门附近流场

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七、文丘里

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0c43.png0c44.png0c45.jpg


八、沿程


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阀门附近流场

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