【正文】 用FLUENT對六個柵欄不同出口尺寸減壓裝置的數(shù)值模擬計算畢業(yè)論文目錄畢業(yè)論文 I用FLUENT對不同進口尺寸的六個柵欄減壓裝置的速度場計算分析 III摘要 IIIAbstract IV第一章 緒論 1一、減壓節(jié)水裝置研究背景及意義 1二、減壓節(jié)水裝置的設(shè)計原理 1三、 減壓節(jié)水裝置設(shè)計 2四、 應(yīng)用前景 3第二章 CFD（計算流體動力學(xué)） 4一、軟件總體介紹 4（一）、CFD的應(yīng)用領(lǐng)域 4（二）、CFD的研究意義 4（三）、CFD的處理方法 5二、流體力學(xué)理論分析 5（一）、建立“力學(xué)模型” 5（二）、建立控制方程 6（三）、求解方程組 6（四）、對解進行分析解釋 6三、數(shù)值計算 6四、發(fā)展前景 7第三章 GAMBIT模型的創(chuàng)建和處理 8一、GAMBIT軟件的簡介 8（一）、功能 8（二）、特點 8二、GAMBIT幾何建模 9三、GAMBIT網(wǎng)格的生成 30四、邊界類型的設(shè)定 32第四章 利用FLUENT 3D求解計算器進行求解 37一、FLUENT軟件的簡介 37（一）、FLUENT軟件的應(yīng)用 37（二）、基本特點 37（三）、程序的結(jié)構(gòu) 38（四）、用FLUENT程序求解問題的步驟 38（五）、關(guān)于FLUENT求解器的說明 39二、利用FLUENT 3D求解計算器進行求解 39三、FLUENT數(shù)據(jù)處理。 50（一）、讀入之前保存的Case和Data文件。 50（二）、顯示網(wǎng)格。 50（三）、創(chuàng)建等值面。 51（四）、繪制壓強圖。 53（五）、繪制截面速度圖。 56（六）、繪制出口速度圖 59（七）、繪制跡線。 61第五章 計算結(jié)果分析 63一、繪制壓強折線圖。 63（一）、出口70mm各橫截面壓強 64（二）、出口90mm各橫截面壓強 64二、繪制速度折線圖。 65（一）、出口70mm各橫截面速度 66（二）、出口90mm各橫截面速度 67第六章 結(jié)論 69第一章 緒論一、減壓節(jié)水裝置研究背景及意義地球表面的72%被水覆蓋，儲水量是很豐富的。盡管數(shù)量巨大，但是能直接被人們生產(chǎn)和生活利用的，卻少得可憐。%，有近70%的淡水固定在南極和格陵蘭的冰層中，其余多為土壤水分或深層地下水，不能被人類利用。江河、湖泊、水庫及淺層地下水等來源的水較易于開采供人類直接使用，但其數(shù)量不足世界淡水的1%，%。我國是一個缺水嚴(yán)重的國家。雖然我國的淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我國的人均水資源量卻只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，在世界排第110位，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。嚴(yán)峻的水資源問題一直是我國可持續(xù)發(fā)展中一個不能回避的難點，水資源短缺已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會和諧，成了我國無法回避的世紀(jì)挑戰(zhàn)。二、減壓節(jié)水裝置的設(shè)計原理根據(jù)有壓管道消能原理。當(dāng)進水?dāng)嗝嫱蝗豢s小時，會產(chǎn)生局部的阻力損失，有水力學(xué)知識可知，該局部阻力損失可表示為： （）其中，h1—局部水頭損失的阻力 ξ—局部水頭損失的阻力系數(shù) V—水流速度 g—重力加速度根據(jù)以上的原理可以看出，只需通過調(diào)節(jié)過水?dāng)嗝嫱蝗豢s小的面積，就可以調(diào)節(jié)裝置的效能效果了。本裝置通過齒輪傳動原理，帶動內(nèi)套筒的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了過水面積的調(diào)節(jié)。當(dāng)主管道中的水流過此裝置時，內(nèi)外套筒裝置上底面的圓形板狀體使過流面積突然減小，起到了消能作用；在水流通過內(nèi)外套筒柵格狀側(cè)邊壁時，突然擴大形狀的內(nèi)外套筒側(cè)邊壁又使過流面積增大，起到了減壓節(jié)水的作用。根據(jù)內(nèi)外筒套重合程度的不同，消能效率將隨之發(fā)生改變，達(dá)到不同的減壓節(jié)水效果。三、 減壓節(jié)水裝置設(shè)計，為減壓節(jié)水裝置本裝置由底面直徑為100mm，長350mm的圓柱體及內(nèi)部減壓結(jié)構(gòu)套筒組成，內(nèi)部裝置上部結(jié)構(gòu)是一直徑為50mm，長3mm的小型圓柱體，下部結(jié)構(gòu)是一外徑為100mm，內(nèi)徑為70mm，寬度為3mm的圓環(huán)體，上下兩部分由六條均勻分布的柵欄結(jié)構(gòu)相連，柵欄結(jié)構(gòu)寬度為13mm，厚度為3m（內(nèi)部結(jié)構(gòu)壁厚均為3mm）。350100 50 70/90 70/90 100 200圖 11 減壓節(jié)水裝置四、 應(yīng)用前景在民用方面，本裝置適合用于居住于高層建筑的低層用戶使用，市場需求大。同時本裝置具有可調(diào)節(jié)行，制作簡單，成本低，安裝操作方便?？梢詽M足高層建筑中不同樓層用戶的減壓節(jié)水需要，具有很強的通用性。在水利工程方面，本裝置作為一種消能裝置，可以廣泛應(yīng)用于解決水庫長距離輸水線路的安全問題，農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中，及水電站、泵站的水擊消除上，具有廣闊的市場前景。若能成批量生產(chǎn)，前景廣闊。第二章 CFD（計算流體動力學(xué)）一、軟件總體介紹（一）、CFD的應(yīng)用領(lǐng)域CFD，軟件(Computational Fluid Dynamics），即計算流體動力學(xué), 簡稱CFD。CFD是近代流體力學(xué)，數(shù)值數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，是一門具有強大生命力的邊緣科學(xué)。它以電子計算機為工具，應(yīng)用各種離散化的數(shù)學(xué)方法，對流體力學(xué)的各類問題進行數(shù)值實驗、計算機模擬和分析研究，以解決各種實際問題。 計算流體力學(xué)和相關(guān)的計算傳熱學(xué)，計算燃燒學(xué)的原理是用數(shù)值方法求解非線性聯(lián)立的質(zhì)量、能量、組分、動量和自定義的標(biāo)量的微分方程組，求解結(jié)果能預(yù)報流動、傳熱、傳質(zhì)、燃燒等過程的細(xì)節(jié)，并成為過程裝置優(yōu)化和放大定量設(shè)計的有力工具。計算流體力學(xué)的基本特征是數(shù)值模擬和計算機實驗，它從基本物理定理出發(fā)，在很大程度上替代了耗資巨大的流體動力學(xué)實驗設(shè)備，在科學(xué)研究和工程技術(shù)中產(chǎn)生巨大的影響?！∈悄壳皣H上一個強有力的研究領(lǐng)域, 是進行傳熱、傳質(zhì)、動量傳遞及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研究的核心和重要技術(shù), 廣泛應(yīng)用于航天設(shè)計、汽車設(shè)計、生物醫(yī)學(xué)工業(yè)、化工處理工業(yè)、渦輪機設(shè)計、半導(dǎo)體設(shè)計、HAVCamp。R 等諸多工程領(lǐng)域,板翅式熱換器設(shè)計是CFD 技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。（二）、CFD的研究意義CFD 在最近20 年中得到飛速的發(fā)展, 除了計算機硬件工業(yè)的發(fā)展給它提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)外, 還主要因為無論分析的方法或?qū)嶒灥姆椒ǘ加休^大的限制, 例如由于問題的復(fù)雜性, 既無法作分析解, 也因費用昂貴而無力進行實驗確定, 而CFD 的方法正具有成本低和能模擬較復(fù)雜或較理想的過程等優(yōu)點。經(jīng)過一定考核的CFD軟件可以拓寬實驗研究的范圍, 減少成本昂貴的實驗工作量。在給定的參數(shù)下用計算機對現(xiàn)象進行一次數(shù)值模擬相當(dāng)于進行一次數(shù)值實驗, 歷史上也