【正文】 ...........................................................................14 Fluent 軟件應(yīng)用前景 .......................................................................15第三章 物理模型的建立 ...............................................................................15 簡化假設(shè) ...............................................................................................15 半圓形截面螺旋管簡化模型 ...............................................................15 半圓形截面管建模過程 .......................................................................18 網(wǎng)格劃分 ...............................................................................................19 定義邊界條件 .......................................................................................21第四章 數(shù)值模擬與結(jié)果分析 .......................................................................22 利用 FLUENT3D 求解器對半圓形截面螺旋管進(jìn)行求解 ................22 半圓形截面螺旋管數(shù)值模擬分析 .......................................................25 殘差分析 .........................................................................................25 速度分析 .........................................................................................26 壓力分析 .........................................................................................32 二次流分析 ......................................................................................34結(jié)論 .................................................................................................................36附錄 1 英文原文 ............................................................................................38附錄 2 英文翻譯 ............................................................................................42附錄 3 實(shí)習(xí)報(bào)告 ............................................................................................50致 謝 ...............................................................................................................53第一章 前言 背景意義 管道，在日常生活中經(jīng)常遇到，通常有圓截面直管，矩形直管等等，圓截面直管的應(yīng)用居多。 numerical simulation。數(shù)值模擬及分析的結(jié)果對工業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義，可以更好的指導(dǎo)應(yīng)用進(jìn)行實(shí)踐工作。當(dāng)速度較大時(shí)二次流向外部偏離且不明顯。同時(shí)，流體入口速度的大小又影響整個(gè)管子中流體的二次流的流型。速度越大半截面管中流體壓降越大。通過在 solidworks 中建模， 導(dǎo)入 gambit 中劃分網(wǎng)格定義邊界條件，在 fluent 中設(shè)定初始條件進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)一步分析在層流條件下流體在半圓形截面管中換熱的影響因素。本文采用數(shù)值模擬的方法對半圓形截面管進(jìn)行分析，在應(yīng)用 fluent 軟件和計(jì)算流體力學(xué)（CFD ）相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，對半圓截面螺旋管道內(nèi)流體層流流動狀態(tài)下的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，分析半圓截面螺旋管內(nèi)流場及影響因素，包括軸向速度的分布、壓降、雷諾數(shù)以及二次流對流場的影響。目前所研究的問題主要是基于實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬兩種。螺旋管，按其截面的形狀可分為圓形、環(huán)形、矩形、半圓形螺旋管等。同時(shí)，螺旋管也會改進(jìn)管外流型，即殼層流動的流型，增加管外液體的徑向混合，減少殼程的溝流和死區(qū)，同時(shí)由于接近錯(cuò)流，纖維面不斷更新，殼程的傳質(zhì)系數(shù)會進(jìn)一步增大。當(dāng)流體在螺旋管中流動時(shí)會使流體產(chǎn)生一個(gè)抵抗管壁而指向螺旋管內(nèi)側(cè)的力，這種力叫離心力。我們平常遇到的最多的是普通圓形截面管，它的結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良等特性使它具有廣泛的應(yīng)用性。5．論文提綱一．文獻(xiàn)概述二．專題論文1. 前言2. Solidworks、Gambit 及 Fluent 軟件介紹 3. 物理模型的建立 4. 數(shù)值模擬與結(jié)果分析 5. 結(jié)論 6. 致謝三．英文部分四．附錄部分指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： （親筆簽名） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組審查意見： 年 月 日內(nèi)容摘要管子，眾所周知，是一種傳熱傳質(zhì)的工具。 積極查閱相關(guān)資料，認(rèn)真學(xué)習(xí)軟件，虛心向老師請教，和同學(xué)研究探討。五月主要分析計(jì)算結(jié)果。3．完成期限和主要措施三月查閱中外文期刊資料，整理文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)計(jì)算流體力學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，翻譯一篇外文文獻(xiàn)。利用計(jì)算流體力學(xué)軟件 FLUENT 對半圓形截面螺旋管的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。半圓形截面螺旋管作為較常見的管道之一,出現(xiàn)在多種工程實(shí)際中，本文主要研究半圓形截面螺旋管內(nèi)層流流場的數(shù)值模擬分析，從而繼續(xù)研究半圓形截面螺旋管在新領(lǐng)域的作用。盡管螺旋管的流體阻力增大，壓降增大，但是其傳熱效率的提高導(dǎo)致能量的節(jié)約要高于因阻力增大而消耗的能量。畢業(yè)論文開題報(bào)告論文題目：管內(nèi)層流流場的數(shù)值模擬專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 09 年 5 月 16 日 1．選題的目的、意義螺旋管優(yōu)越的結(jié)構(gòu)特性決定了它在動力、化工、石油及核工業(yè)等領(lǐng)域日益得到廣泛應(yīng)用。它的傳熱系數(shù)比直管高,在相同空間里可得到更大的傳熱面積 ,布置更長的管道,減少了焊縫,提高了安全性。因此，螺旋管在許多行業(yè)得到普遍應(yīng)用而倍受青睞。2．課題的基本內(nèi)容查閱中外文期刊資料，整理文獻(xiàn)。即用 Solidworks 軟件建立半圓形截面螺旋管的模型，導(dǎo)入到 Gambit 軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分并設(shè)定邊界條件，再導(dǎo)入Fluent 軟件中進(jìn)行運(yùn)行，分析雷諾數(shù)、壓力、二次流等因素對流場的影響，最后整理資料，編寫畢業(yè)論文。 四月主要利用 SolidWorks 軟件建立三維圖形，導(dǎo)入Gambit 軟件劃分網(wǎng)格，并應(yīng)用 FLUENT 軟件進(jìn)行計(jì)算。六月整理資料，編寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯 。4．預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 通過完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己獨(dú)立查閱資料、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及對所學(xué)專業(yè)知識運(yùn)用的能力； 使自己學(xué)會利用 SolidWorks 軟件建立三維模型，用 Gambit 軟件劃分網(wǎng)格，用 FLUENT 軟件進(jìn)行計(jì)算分析； 翻譯英文文獻(xiàn)一篇，寫出畢業(yè)論文。從用于日常生活中輸水管到具有嚴(yán)格使用條件的工業(yè)用管道等等，用途廣泛。但是在一些考慮到傳熱，結(jié)構(gòu)等場合時(shí)，螺旋管道的應(yīng)用也很多。在流動過程中壁面處流體與管子中心處流體匯合會形成渦旋， 產(chǎn)生二次流動，相當(dāng)于將邊界層進(jìn)行了破壞，更新了傳質(zhì)表面，增強(qiáng)了流體在層流運(yùn)動時(shí)的混合，提高傳質(zhì)效果，從而起到強(qiáng)化傳熱的目的。因而螺旋管這種性能固然會得到廣泛應(yīng)用。它們 在生產(chǎn)和生活以及各行各業(yè)都具有廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)分析方法所研究的問題是基于相似原理的指導(dǎo)，通過對實(shí)際問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方式來確定的，在工程研究中具有廣泛的應(yīng)用，但相比而言，耗時(shí)較長，成本相 對比較高。本文首先概述了半圓形截面管的應(yīng)用背景及分析意義，對 solidworks、gambit 及 fluent 進(jìn)行了系統(tǒng)的介 紹,而后進(jìn)行了數(shù)值模擬及分析。通過數(shù)值模擬得出了結(jié)論，入口雷諾數(shù)對半圓形截面管的整個(gè)流場影響較大，管道內(nèi)流體壓降與流體流速大小成正比。由此，我們可以增大管道雷諾數(shù)從而達(dá)到改善流場流動的目的。速度較小時(shí)，二次流呈對稱分布。因此，選擇合理的入口速度，可以使流體在流場中達(dá)到優(yōu)化配置。關(guān)鍵詞: 半圓形截面螺旋管； 數(shù)值模擬； 層流； 三維AbstractTube, as we all know, is a tool for heat and mass transfer. From the pipes used in daily life to have strict conditions of use of industrial pipes and so on, it has a wide range of uses. We encounter the most usual is the ordinary circular section tube, and its simple structure, excellent performance characteristics, make it have a broad applicability. However, taking into account the heat transfer in a number of structural and so on, spiral pipes have many of the applications. When the fluid flows in helical coiled tube there will produce a resistance point to the wall and the inner spiral pipe, and this force is called centrifugal force. In the process of flow and the fluid near the wall convergence with the center fluid to a vortex flow, making secondary flow, which is equivalent to the destruction of the boundary layer and updating the mass transfer surface, and enhancing the fluid movement in the laminar flow of the mixture to improve the mass transfer effects, and satisfied the demand of enhancement heat transfer. At the same time, it can improve the flow regime of shell of exchanger and increase the radial mixing of the outside tube liquid and reduce the shellside of the ditch flow and deadzone, at the same time as a result of nearly crossflow and the fiber surface continuously update mass transfer coefficient of shell process will increase. Spiral will be widely used for this performance. For spiral tubes, the shape of its crosssection can be divided into round, annular, rectangular, semicircular. They are widely used in all kinds of applications.Now the study is based mainly on the experimental analysis and numerica