不同工況下某型號容器內(nèi)液體的流動特性分析畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-07-10 15:47本頁面
【導(dǎo)讀】來便利，可以說我們現(xiàn)在的生活已經(jīng)離不開容器。當(dāng)容器內(nèi)存入一定量的液體后，在一定的條件下容器內(nèi)的液體會以一定的方式有規(guī)律的運動。由于使用實驗的方。算機軟件對在旋轉(zhuǎn)物體中的三維湍流流動進行形象直觀的分析。自由表面形狀等一系列的方法。利用簡單流體模型假設(shè)，給出某些問題的解析解。前者耗資巨大，而后者對于較。復(fù)雜的非線性流動現(xiàn)象目前還有些無能為力。20世紀(jì)70年代以來，飛速發(fā)展起。提供了更多的依據(jù)，使很多分析方法得到發(fā)展和完善。動規(guī)律，這樣的學(xué)科就是計算流體力學(xué)。其控制方程屬于非線性的偏微分方程，除。了幾個簡單問題以外，一般來說很難求得解析解。為此，對具體問題進行數(shù)值求。解就成為研究流體流動的一個重要的研究方向和方法，其基礎(chǔ)就是計算流體力學(xué)。零件是SolidWorks系統(tǒng)中最主要的對象。據(jù)研究表明零件實體建模的質(zhì)量。在SolidWorks中，特征是各種單獨的加。復(fù)修改設(shè)計結(jié)果的過程。體模型會根據(jù)修改自動重建。
【正文】 方向 做螺旋 向上 運動 然后再螺旋向下再向沿著容器壁面另一個方向做螺旋向上的運動。 （ 2） 迭代計算 迭代是重復(fù)反饋過程的活動，其目的通常是為了逼近所需目標(biāo)或結(jié)果。每一次對過程的重復(fù)稱為一次 “ 迭代 ” ，而每一次迭代得到的結(jié)果會作為下一次迭代的初始值。 如下圖為迭代設(shè)置對話框。 （ a） （ b） 圖 20 迭代設(shè)置對話框 上圖（ a）表明迭代時間步長為 ，時間間隔數(shù)為 1000 個，也即是迭代時間為 2s。圖（ b）表明沒迭代 100 次時間間隔保存一次數(shù)據(jù)，也即在迭代完成后能夠得到 10個數(shù)據(jù)。迭代結(jié)果如下圖： 圖 21 迭代殘差曲線圖 圖 22 監(jiān)測點軸向速度變化圖 （ 3）對迭代結(jié)果分析 上 圖 22 中設(shè)置的監(jiān)測點軸向速度的變化計算結(jié)果 由于時間間隔為 ，在計算 t=2s 內(nèi)的流動過程中， FLUENT 會每隔 自動保存一次 data 文件，因此將會為后處理獲得 10個 data 文件。圖中顯示了軸向速度隨時間的變化過程。速度明顯是波動的。 由波幅顯示出軸向速度從正值變?yōu)樨撝嫡f明水在容器的邊上 的速度 是 有 上下晃動 的速度分量 。 并且其軸向速度變化很明顯，說明水在容器內(nèi)上下晃動的時候 可能 還會做左右擺動。兩種運動的相互影響 會 使得水在容器內(nèi)應(yīng)做螺旋上升、下降運動 ，即是一種復(fù)合運動 。 計算結(jié)果的后處理 后處理的任務(wù)是對計算輸出的結(jié)果進行必要的處理，并按一定方式顯示或打印出來，以便對分析對象的性能或設(shè)計的合理性進行分析、評估，以做出相應(yīng)的改進或優(yōu)化 圖 22 中，軸向速度的變化說明流場是一個波動的流場。下面將利用計算所輸出的 case文件和 data文件 查看在 不同時刻的 空氣和液體分布情況和速度變化情況。 不同時刻的空氣和液體分布 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） （ i） 圖 23 不同時刻液態(tài)水的分布圖 上圖中（ a） （ i）分別 為 、 、 、 、 、 、 、 時刻的水在容器內(nèi)的分布圖， 其中 模型下 部分代表水的分布。 由這些分布圖可以很容易 看 出水在容器內(nèi) 先沿著壁面向右上方運動， 1s 后液態(tài)水回到水平位置再沿著壁面向左上方運動。到 2s 時刻又回到水平位置。由此結(jié)果可以得到 液體的運動是沿著壁面作上下的左右擺動，并且周期為 2s，即每過 2s 水可以沿著壁面左右擺動一次。 不同時刻的速度變化 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） （ i） 圖 24 不同時刻速度矢量圖 針對水在容器內(nèi)不同時刻的分布情況的分析結(jié)果，再對水在不同時刻的速度變化對結(jié)果進行進一步分析。 由上圖 24 中（ a）到（ i） 可以看出容器底部 1/3 部分的水在 、 、 、 、 、 、 、 時刻的速度矢量圖，其中紅色剪頭代表水的速度矢量，黃色剪頭為容器內(nèi)空氣的速度矢量。結(jié)合前面的圖23 的水的分布圖可以得出前面所 分析的 水在容器內(nèi)作上下左右擺動 并不完全正確，因為 在 圖 24 中（ a）到（ i） 的速度矢量圖可以看得出來，水沿著壁面在左右擺動的時候 其速度的矢量圖方向并不是單一 的方向，而是在各個方向均有速度分量 ， 因此液體在該容器內(nèi)的運動應(yīng)是呈螺旋狀沿著 Z 軸左右擺動 。 結(jié)論 本文借助 Solidworks 對容器進行零件建模同時也對求解模型進行建模，使用 GAMBIT 軟件對 Solidworks 軟件建立的求解模型進行網(wǎng)格劃分，最后使用FLUENT 軟件對 GAMBIT 對求解模型的網(wǎng)格劃分結(jié)果進行計算、分析。在 FLUENT軟件求解過程中 利用 了 VOF 自由表面模型對容器中的水和空氣的流動進行了求解。根據(jù)求解的結(jié)果，觀察了容器中水和空氣的變化、流動過程和速度矢量的變化過程。 根據(jù) FLUENT 在處理過程中的參數(shù)設(shè)定和最后的運算結(jié)果，可以得出在該設(shè)定情況下水在該容器內(nèi)的運動是呈螺旋狀的左右擺動。 致謝 本次的畢業(yè)設(shè)計可以說我所接觸到的是一個新的領(lǐng)域 ，所以這次的設(shè)計完成后我學(xué)到了許多新的知識 。也使得 我在遇到困難的時候勤于思考 ，尋找解決問題的方法的能力得到了鍛煉，這些能力會在以后的生活、學(xué)習(xí)中起到很大的作用。在這里我要感謝在畢業(yè)設(shè)計過程中幫助過我的同學(xué)和老師。更要感謝朱 林老師在這期間對我的悉心指導(dǎo) 。 同時朱林老師孜孜不倦、認真治學(xué)的態(tài)度 也讓我獲益匪淺。 參考文獻 1 韓占忠 ，王敬，蘭小平 .FLUENT：流體工程仿真計算實例與應(yīng)用 .北京：北京理工大學(xué)出版社， 20xx， 6 2 李進良，李承曦，胡仁喜 .精通 流場分析 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20xx， 9
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