【正文】 示。 Iterate對(duì)話框在Number of Iterations中填入300，即進(jìn)行300次迭代計(jì)算。、迭代計(jì)算。打開(kāi)Residual Monitors對(duì)話框。、設(shè)置求解器參數(shù)。依次點(diǎn)擊Slove—Initialize—Initialize，打開(kāi)Solution Initialization對(duì)話框。 流體類型的選擇在Material Name下拉列表中選擇waterliquid,其余設(shè)置保留默認(rèn)，點(diǎn)擊 OK。 Boundary Conditions對(duì)話框點(diǎn)擊Set。點(diǎn)擊 OK .。 Boundary Conditions對(duì)話框點(diǎn)擊Set。在Zone下拉列表中選取in,。依次點(diǎn)擊Define Boundary Conditions，打開(kāi)Boundary Conditions對(duì)話框。,關(guān)閉對(duì)話框。 Materials對(duì)話框 Database，打開(kāi)Fluent Database Materials對(duì)話框。 求解器模型的選擇。依次點(diǎn)擊Define—Models—Viscous，打開(kāi)Viscous Models對(duì)話框。依次點(diǎn)擊Define—Models—Solve,打開(kāi)Solve對(duì)話框。、依次點(diǎn)擊 Grid—Smooth/Swap，打開(kāi)Smooth/Swap Gird對(duì)話框。 導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)文件、檢查網(wǎng)絡(luò)。 求解器選擇單機(jī)Run， 所示。、關(guān)于FLUENT求解器的說(shuō)明——二維單精度求解器；——三維單精度求解器：——二維雙精度求解器； 3ddp——三維雙精度求解器。：層流或湍流(或無(wú)粘流)，化學(xué)組分或化學(xué)反應(yīng)，傳熱模型等?？梢越涌诘某绦虬ǎ篈NSYS，IDEAS，NASTRAN，PATRAN等?！糜趶默F(xiàn)有的邊界網(wǎng)格生成體網(wǎng)格?！糜谶M(jìn)行流動(dòng)模擬計(jì)算的求解器。湍流模型包含SpalartAllmaras模型、kω模型組、kε模型組、雷諾應(yīng)力模型(RSM)組、大渦模擬模型(LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和V2F模型等。其局部網(wǎng)格重生式是FLUENT所獨(dú)有的，而且用途廣泛，可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、變形較大問(wèn)題以及物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律事先不知道而完全由流動(dòng)所產(chǎn)生的力所決定的問(wèn)題； 網(wǎng)格支持能力，支持界面不連續(xù)的網(wǎng)格、混合網(wǎng)格、動(dòng)/變形網(wǎng)格以及滑動(dòng)網(wǎng)格等。、基本特點(diǎn)FLUENT軟件具有以下特點(diǎn)：，而且具有基于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)格單元的梯度算法；定常/非定常流動(dòng)模擬，而且新增快速非定常模擬功能；，用戶只需指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動(dòng)壁面的邊界條件，余下的網(wǎng)格變化完全由解算器自動(dòng)生成。由于采用了多種求解方法和多重網(wǎng)格加速收斂技術(shù)，因而FLUENT能達(dá)到最佳的收斂速度和求解精度。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能。第4章 利用FLUENT 3D求解計(jì)算器進(jìn)行求解概述：本章主要介紹了FLUENT軟件，并利用FLUENT軟件進(jìn)行模型的數(shù)值模擬計(jì)算。在Name中填入out,Type選擇OUTFLOW,即出口斷面，點(diǎn)擊Apply.、設(shè)置邊緣邊界類型。 Specify Boundary Types對(duì)話框、設(shè)置入口邊界類型。、邊界類型的設(shè)定GAMBIT生成網(wǎng)格后，需要定義邊界條件，步驟如下。33 Examine Mesh對(duì)話框（出口70mm）31 Examine Mesh對(duì)話框（出口90mm）在Display Type 中選擇Range,在 Quality Type菜單中選擇Equia Angle Skew,從綠色垂直條形碼中點(diǎn)擊一條來(lái)觀察各個(gè)元素在確定的質(zhì)量范圍內(nèi)，移動(dòng)Upper 和 Lower滑塊來(lái)重新定義質(zhì)量網(wǎng)格范圍。 完成的模型這樣，就完成了研究裝置的GAMBIT模型的建立。 柵欄旋轉(zhuǎn)復(fù)制界面設(shè)置點(diǎn)擊Alppy,， 出口70mm,六柵欄初步模型 出口90mm,六柵欄初步模型 出口70mm的模型切面投影圖、利用布爾運(yùn)算，將整個(gè)裝置除內(nèi)部結(jié)構(gòu)外的部分（即實(shí)際運(yùn)行中會(huì)被流體占據(jù)的部分）合成一個(gè)整體。點(diǎn)擊Alppy, 一條柵欄連接、復(fù)制剩余的5個(gè)柵欄。將形成柵欄的六個(gè)面組成一個(gè)整體。Edge(11222)，（1121），(11720)，（11122）。將形成柵欄的六個(gè)面中，每個(gè)面由四條線形成。在Geometry中左擊（點(diǎn)成線界面），選擇，打開(kāi)Create Straight Edge對(duì)話框，. Create Straight Edge 點(diǎn)成線設(shè)置在Vertices中選擇相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。, 矩形face13平移設(shè)置點(diǎn)擊Apply,，,矩形柵欄切面平移,矩形柵欄切面平移,矩形face13在圓柱上的投影,矩形face13在圓柱上的投影、點(diǎn)成線。（face12） 鼠標(biāo)左擊，在Face中左擊，打開(kāi)Create Real Rectangular Face對(duì)話框，、平移矩形face12.,。、。鼠標(biāo)左擊，打開(kāi)Move/Copy Volumes 對(duì)話框，,。、將新建的兩個(gè)小圓柱進(jìn)行布爾運(yùn)算，合成一個(gè)圓柱，具體操作為，鼠標(biāo)右擊Volume中的，選中，打開(kāi)Subtract Real Volumes 對(duì)話框， Subtract Real Volumes 對(duì)話框在Volume中選擇Volume2,即第4步建立的半徑為50mm的圓柱，在Subtract Volumes中選擇Volume3,即半徑為35mm（或半徑為45mm）的圓柱，點(diǎn)擊Apply。GAMBIT中專用的網(wǎng)格劃分算法可以保證在復(fù)雜的幾何區(qū)域內(nèi)直接劃分出高質(zhì)量的四面體、六面體網(wǎng)格或混合網(wǎng)格；(HEXCORE)技術(shù)是GAMBIT所獨(dú)有的，集成了笛卡爾網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，使用該技術(shù)劃分網(wǎng)格時(shí)更加容易，而且大大節(jié)省網(wǎng)格數(shù)量、提高網(wǎng)格質(zhì)量；、GAMBIT幾何建模首先，啟動(dòng)GAMBIT軟件，點(diǎn)擊GAMBIT軟件界面如圖新建一個(gè)文件夾后，開(kāi)始進(jìn)行GAMBIT建模.(以下所有單位均為m)。該功能大大領(lǐng)先于其它CAE軟件的前處理器；2. 可對(duì)自動(dòng)生成的Journal文件進(jìn)行編輯，以自動(dòng)控制修改或生成新幾何與網(wǎng)格；3. 可以導(dǎo)入PRO/E、UG、CATIA、SOLIDWORKS、ANSYS、PATRAN等大多數(shù)CAD/CAE軟件所建立的幾何和網(wǎng)格。由于GAMBIT本身所具有的強(qiáng)大功能，以及快速的更新，在目前所有的CFD前處理軟件中，GAMBIT穩(wěn)居上游。GAMBIT GUI簡(jiǎn)單而又直接的做出建立模型、網(wǎng)格化模型、指定模型區(qū)域大小等基本步驟，然而這對(duì)很多的模型應(yīng)用已是足夠了。、GAMBIT軟件的簡(jiǎn)介、功能GAMBIT是為了幫助分析者和設(shè)計(jì)者建立并網(wǎng)格化計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型和其它科學(xué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)軟件包。后一方面主要包括：通過(guò)湍流的理論和實(shí)驗(yàn)研究，了解其結(jié)構(gòu)并建立計(jì)算模式；多相流動(dòng)；流體和結(jié)構(gòu)物的相互作用；邊界層流動(dòng)和分離；生物地學(xué)和環(huán)境流體流動(dòng)等問(wèn)題；有關(guān)各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器等第3章 GAMBIT模型的創(chuàng)建和處理概述：本章主要介紹GAMBIT軟件的功能和特點(diǎn)以及軟件的使用。、發(fā)展前景從阿基米德到現(xiàn)在的二千多年，特別是從20世紀(jì)以來(lái)，流體力學(xué)已發(fā)展成為基礎(chǔ)科學(xué)體系的一部分，同時(shí)又在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用。數(shù)值方法可以部分或完全代替某些實(shí)驗(yàn)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。、數(shù)值計(jì)算前面提到的采用簡(jiǎn)化模型后的方程組或封閉的流體力學(xué)基本方程組用數(shù)值方法求解。、對(duì)解進(jìn)行分析解釋求出方程組的解后，結(jié)合具體流動(dòng)，解釋這些解的物理含義和流動(dòng)機(jī)理。由于這方程組是非線性的偏微分方程組，難以求得解析解，必須加以簡(jiǎn)化，這就是前面所說(shuō)的建立力學(xué)模型的原因之一。整個(gè)流動(dòng)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模式就是建立起封閉的、流動(dòng)參量必須滿足的方程組，并給出恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和初始條件。這些方程合在一起稱為流體力學(xué)基本方程組。、建立控制方程針對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等定律表達(dá)出來(lái)，從而得到連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程。理論分析的步驟大致如下：、建立“力學(xué)模型”一般做法是：針對(duì)實(shí)際流體的力學(xué)問(wèn)題，分析其中的各種矛盾并抓住主要方面，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化而建立反映問(wèn)題本質(zhì)的“力學(xué)模型”。前處理、求解器及后處理三大模塊, 各有其獨(dú)特的作用, 分別表示如下:　　前處理求解器后處理作用a. 幾何模型b. 劃分網(wǎng)格a. 確定CFD 方法的控制方程b. 選擇離散方法進(jìn)行離散c. 選用數(shù)值計(jì)算方法d. 輸入相關(guān)參數(shù)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及其它參數(shù)的計(jì)算機(jī)可視化及動(dòng)畫(huà)處理目前比較好的CFD軟件有：CFX、Fluent、CF design、除了Fluent、CF design是美國(guó)公司的軟件外，其它三個(gè)都是英國(guó)公司的產(chǎn)品 。CFD軟件之間可以方便地進(jìn)行數(shù)值交換, 并采用統(tǒng)一的前、后處理工具, 這就省卻了科研工作者在計(jì)算機(jī)方法、編程、前后處理等方面投入的重復(fù)、低效的勞動(dòng), 而可以將主要精力和智慧用于物理問(wèn)題本身的探索上。CFD軟件一般都能推出多種優(yōu)化的物理模型，如定常和非定常流動(dòng)、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等等。經(jīng)過(guò)一定考核的CFD軟件可以拓寬實(shí)驗(yàn)研究的范圍, 減少成本昂貴的實(shí)驗(yàn)工作量。R 等諸多工程領(lǐng)域,板翅式熱換器設(shè)計(jì)是CFD 技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。計(jì)算流體力學(xué)的基本特征是數(shù)值模擬和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，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(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在科學(xué)研究和工程技術(shù)中產(chǎn)生巨大的影響。它以電子計(jì)算機(jī)為工具，應(yīng)用各種離散化的數(shù)學(xué)方法，對(duì)流體力學(xué)的各類問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬和分析研究，以解決各種實(shí)際問(wèn)題。第2章 CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）概述：本章主要介紹CFD，軟件(Computational Fluid Dynamics），即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué), 簡(jiǎn)稱CFD。 這篇論文的寫(xiě)作以及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程，也是我越來(lái)越認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)缺乏的過(guò)程。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(kù)長(zhǎng)距離輸水線路的安全問(wèn)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(chǎng)前景。同時(shí)本裝置具有可調(diào)節(jié)行，制作簡(jiǎn)單，成本低，安裝操作方便。、減壓節(jié)水裝置設(shè)計(jì) 如圖11所示，為減壓節(jié)水裝置本裝置由底面直徑為100mm，長(zhǎng)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(zhǎng)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）。當(dāng)主管道中的水流過(guò)此裝置時(shí)，內(nèi)外套筒裝置上底面的圓形板狀體使過(guò)流面積突然減小，起到了消能作用；在水流通過(guò)內(nèi)外套筒柵格狀側(cè)邊壁時(shí)，突然擴(kuò)大形狀的內(nèi)外套筒側(cè)邊壁又使過(guò)流面積增大，起到了減壓節(jié)水的作用。當(dāng)進(jìn)水?dāng)嗝嫱蝗豢s小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部的阻力損失，有水力學(xué)知識(shí)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(guò)調(diào)節(jié)過(guò)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。 所以研究減壓裝置具有節(jié)約水資源的保護(hù)管道的雙重意義。嚴(yán)峻的水資源問(wèn)題一直是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展中一個(gè)不能回避的難點(diǎn)，水資源短缺已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)和諧，成了我國(guó)無(wú)法回避的世紀(jì)挑戰(zhàn)。雖然我國(guó)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。江河、湖泊、水庫(kù)及淺層地下水等來(lái)源的水較易于開(kāi)采供人類直接使用，但其數(shù)量不足世界淡水的1%，%。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。 5出口70mm各橫截面壓強(qiáng) 5出口90mm各橫截面壓強(qiáng) 59第六章 結(jié)論 61參考文獻(xiàn) 62致謝 63外文原文 64中文譯文 83第1章 緒論概述：本章主要介紹減壓裝置的研究意義，以及設(shè)計(jì)的原理、本次設(shè)計(jì)的的原理圖。 5繪制壓強(qiáng)圖。 5顯示網(wǎng)格。用Fluent對(duì)六個(gè)柵欄不同出口尺寸減壓裝置的數(shù)值模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第一章 緒論 減壓節(jié)水裝置研究背景及意義 減壓節(jié)水裝置的設(shè)計(jì)原理 減壓節(jié)水裝置設(shè)計(jì) 應(yīng)用前景和展望 3第二章 CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)） 軟件總體介紹 CFD的應(yīng)用領(lǐng)域 CFD的研究意義 CFD的處理方法 流體力學(xué)理論分析 建立“力學(xué)模型” 建立控制方程 求解方程組 對(duì)解進(jìn)行分析解釋 數(shù)值計(jì)算 發(fā)展前景 7第三章 GAMBIT模型的創(chuàng)建和處理 GAMBIT軟件的簡(jiǎn)介 功能 特點(diǎn) GAMBIT幾何建模 GAMBIT網(wǎng)格的生成 3邊界類型的設(shè)定 32第四章 利用FLUENT 3D求解計(jì)算器進(jìn)行求解 3FLUEN