计算流体力学大作业Word文档下载推荐.docx
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一.Re=100
在一个正方形二维空腔中充满等密度空气,上边界以速度u移动,由Re=ud/ν,又ν=1.789×
10-5m2/s,方腔每边长为l=0.1m,可求得速度u=0.01466m/s。
其它边界为静壁面。
同时带动方腔内流体流动。
速度矢量图
总压等值线图
水平中心线(y=0)上竖直速度分量(v)分布V-x
竖直中心线(x=0)上水平速度分量(u)分布U-y
不一样Re方腔内流函数分布情况
Re=1000
Re=10000
Re=100000
不一样Re方腔内总压分布情况
方腔驱动流是数值计算中比较简单,含有验证性一个流动情况,受到很多研究者关注。
本文经过不一样雷诺数观察方腔流动,所得结论以下:
(1)当雷诺数较小时,腔中涡旋位置贴近腔体上壁面中部,伴随雷诺数Re增加,涡旋位置逐步向下方靠近。
(2)伴随雷诺数增加,涡旋位置逐步靠近腔体中心。
(3)方腔壁面上速度大于其她地方速度。
Case2.圆管沿程阻力
1.问题描述
如图,常温下,水充满长度l一段圆管。
圆管进口存在平均速度u,壁面当量粗糙高度为0.15mm。
试求在不一样雷诺数下,计算该圆管沿程阻力系数λ,分析比较Re与λ关系。
出口截面速度分布以下
可见,出口截面流速分布较为显著,呈同心圆分布,内层流速偏大,外层靠近壁面处流速几乎为0,分层更为严重,边界层很薄。
Y=0截面速度分布图
能够看出圆管水流湍流入口段及以后流速发展趋势,而且显示流速改变规律更为显著。
轴线压降
圆管湍流中压降,除了入口段压强分布因流速急剧上升而下降稍快外,管道后端速度呈充足发展状态,压降呈线性,即△p随L增加而降低。
Case3.三维绕流问题
地面有一矩形障碍物,空气以一定速度正面流向障碍物,非定常,湍流流动,Re>105,Re取107,由Re=ud/ν,求得速度为7.3m/s。
1.压力分布云图
2.对称面上速度分布云图
3.速度矢量图
4.y=2处压力分布云图
5.y=2处速度分布云图
Case4.湿蒸汽在拉瓦尔喷管中凝结
此模型对拉瓦尔收敛-扩张喷管中蒸汽凝结问题进行考虑。
示意图如图1所表示。
喷管几何形式为二维,喷管喉部高度为1cm。
流体在进入喷管时为干燥蒸汽,因为流动在喉部加速,快速凝结过程就会出现。
蒸汽首先过冷而聚集,形成气液两相形式蒸汽。
1.喷管关键参数分布云图
压力云图
静温云图
混合相密度分布云图
液滴形成速率云图
喷管轴向液滴数目和液滴成核率分布曲线
结论与分析
起初过热蒸汽伴随Laval喷管流通面积逐步减小,气体膨胀冷凝,温度和压力逐步减低,过冷度起伏较小,当在距入口0.08m处,过冷度上升到一定值,液滴开始缓慢生长,不过液滴平均半径改变并不显著,这是因为此时液滴还未达成临界半径,湿蒸汽中还未产生凝结核,液滴不能深入凝结生长。
而当过冷度深入增大到最大值时,此时蒸汽处于Wilson点(热力学不平衡状态极点),蒸汽开始凝结,此时有大量凝结核急剧凝结产生,液滴生长率也显著上升,促进蒸汽分子在凝结核上大量凝结并生长,进而液滴数量和半径也逐步增加。
不过,伴随凝结过程进行,大量凝结潜热被释放到周围蒸汽中,流动逐步恢复热力平衡状态,此时液滴数目基础保持不变,而蒸汽分子继续在已经有液滴上凝聚,造成液滴半径深入增大。
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- 计算 流体力学 作业