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锐缘孔气穴现象模拟:高入口压力

内容纲要

参考资料:ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual


算例说明

本案例模拟了管道由于突然收缩,在锋利边缘附近形成低压区,从而导致空化的物理现象。

计算域:L1=1.60cm,L2=3.20cm,r1=1.15cm,r2=0.40cm

物质属性:水密度为1000kg/m3,粘度为0.001kg/m-s;水蒸汽密度为0.02558kg/m3,粘度为1.26e-6kg/m-s

边界条件:入口压力为250000000Pa,出口压力为95000Pa,温度为300K,3540Pa

网格划分

采用矩形网格,网格数量为3525

计算设置

本次计算为稳态轴对称计算。

  • 物质属性

计算物质设置为水和水蒸气,设置它们的密度等参数

  • 多相流模型

(1)选择Mixture多相流模型

(2)主相设为水,次相为蒸汽

(3)激活空化模型

  • 湍流模型

选择标准k-epsilon模型

  • 边界条件

(1)设置压力入口边界条件

(2)出口边界采用压力出口边界条件

(3)计算域下边缘为对称轴,上侧壁面为无滑移边界

  • 求解控制

(1)求解方法

(2)松弛因子

计算结果

  • 计算域云图展示

(1)速度云图

(2)水蒸汽体积百分比云图

  • 计算值与实验值对比

流量系数数值对比,流量系数=质量流量/(界面面积*sqrt(2*密度*进出口压差))

参考文献

W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”. Journal of Fluids Engineering, Vol.98, pp. 681-687, 1976

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊

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文章名称:《锐缘孔气穴现象模拟:高入口压力》
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