三维圆管流动状况的数值模拟分析

?(?w)?(?wu)?(?wv)?(?ww)??w??w??w????(?)?(?)?(?)?t?x?y?z?x?x?y?y?z?z?[??(?u?w?)?(?v?w?)?(?w?)?p??]??x?y?z?z2 (1-8)

③湍动能方程：

??k??k?(?k)?(?ku)?(?kv)?(?kw)??????[(??t))]?[(??t))]?t?x?y?z?x?k?x?y?k?y??k??[(??t))]?Gk????z?k?z (1-9)

④湍能耗散率方程：

???????(??)?(??u)?(??v)?(??w)??????[(??t))]?[(??t))]?t?x?y?z?x?k?x?y?k?y????C???[(??t))]?1?Gk?C2???z?k?zkk2 (1-10)

式中，?为密度，u、?、w是流速矢量在x、y和z方向的分量，p为流体微元体上的压强。

方程求解：采用双精度求解器，定常流动，标准k??模型，SIMPLEC算法。

4 在FLUENT中求解计算层流流动

4.1 导入并检查网格

注意调整Scale大小。因在ICEM中作网格时，已采用的是以“米”为单位的长度，故不需更换单位。 网格显示流动沿X方向，共存在283575 hexahedral cells，范围Domain Extents: x-coordinate: min (m) = 0.000000e+000, max (m) = 2.000000e+000 y-coordinate: min (m) = -4.995393e-002, max (m) = 4.995393e-002 z-coordinate: min (m) = -4.995393e-002, max (m) = 4.995393e-002

4.2 设置求解器

本模型基于压强计算，可采取绝对流速计算，Solver求解器可采取默认设置。

雷诺数Re?υd?500，故圆管内流动为层流，Viscous设置为Laminar。 ν

4.3 定义材料

因本研究采用水流动，故需使Material type定义为Fluent，设置成水。

4.4 设置边界条件

4.4.1 将Solid定义为Fluid，并设置成水

4.4.2 定义进口Inlet

Inlet定义为流速入口Velocity-inlet，并设置入口流速为0.005m/s。

4.4.3 定义出口Outlet

出口为压强出口Pressure Outlet，默认设置。