流體振蕩器是一種無(wú)需使用任何移動(dòng)部件即可產(chǎn)生流體脈動(dòng)或掃掠運(yùn)動(dòng)的裝置。振蕩僅基于設(shè)備內(nèi)的內(nèi)部流體動(dòng)力學(xué)。流體振蕩器是堅(jiān)固且免維護(hù)的設(shè)備。它們沒(méi)有移動(dòng)部件，因此是堅(jiān)固且免維護(hù)的設(shè)備。流體振蕩器有很多用途，例如流動(dòng)分離控制、減阻、流量計(jì)設(shè)計(jì)和流體混合。它們還用于汽車(chē)或卡車(chē)的擋風(fēng)玻璃清潔裝置。最早于 20 世紀(jì) 50 年代被發(fā)現(xiàn)。

射流振蕩器產(chǎn)生周期性振蕩射流，無(wú)需任何移動(dòng)部件。 輸出射流的雙穩(wěn)態(tài)可以由流入流的不穩(wěn)定性或反饋通道產(chǎn)生。由于“壁附著”效應(yīng)（也稱為“柯恩達(dá)”效應(yīng)），流體從會(huì)聚噴嘴流出并附著到腔室的壁側(cè)。水流濺到墻上并填充反饋通道。反饋路徑中的流體擾動(dòng)射流并迫使其附著到另一面壁上。同樣的事情在另一個(gè)分支中重復(fù)，導(dǎo)致輸出射流開(kāi)始掃掠。

一、CAD建模

在網(wǎng)上搜索"Fluid oscillator”關(guān)鍵字可以找到很多現(xiàn)有的流體振蕩器的設(shè)計(jì)，以下圖為例，在Creo中建模。

二、模擬設(shè)置

1、模型選擇

在模型菜單中選擇“紊流”和“流線”模型

2、流體域選擇和邊界條件

點(diǎn)擊“創(chuàng)建流體域”旁邊的“選擇模擬域”命令。

選擇“添加流體域”，選擇CAD模型。

使用“添加邊界條件”命令，選擇入口和出口，添加如下邊界條件

入口：流量入口，值為0.1gpm

出口：壓力出口，值為0Pa

3、生成網(wǎng)格

點(diǎn)擊菜單中的“生成網(wǎng)格”命令，使用默認(rèn)設(shè)置，生成如下網(wǎng)格。

4、材料設(shè)置

點(diǎn)擊菜單欄的“材料”命令，將流體域的材料設(shè)為水。

5、模擬設(shè)置

點(diǎn)擊右側(cè)菜單欄中的"Common"，將模擬類(lèi)型設(shè)為“瞬態(tài)”Transient，每個(gè)時(shí)間步的迭代次數(shù)為25，總時(shí)長(zhǎng)1秒，時(shí)間步100，結(jié)果儲(chǔ)存頻率為1，就是保存每個(gè)時(shí)間步的結(jié)果，總共會(huì)生成100個(gè)結(jié)果文件，用作后面生成動(dòng)畫(huà)用。

點(diǎn)擊"Flow“模塊，可以看到收斂精度被系統(tǒng)降低為0.1。這是為了加快求解的速度，因?yàn)樗矐B(tài)模擬就是穩(wěn)態(tài)模擬重復(fù)上時(shí)間步。

點(diǎn)擊流體域，可以看到系統(tǒng)模擬的紊流模型為標(biāo)準(zhǔn)K-e模擬。

6、后處理配置

點(diǎn)擊xy plot，選擇兩個(gè)壓力出口監(jiān)視輸出的流量。

點(diǎn)擊xsection，查看橫截面。

7、運(yùn)行模擬

點(diǎn)擊“運(yùn)行”-->瞬態(tài)-->從初始值開(kāi)始模擬。

三、模擬結(jié)果

兩個(gè)出口的流量可以看到是在0-0.1gpm中變化，說(shuō)明水流在兩個(gè)出口不停切換。

1秒時(shí)的速度云圖。

1秒時(shí)的流線圖：可以清楚地看到水流通過(guò)反饋回路影響到入口水流的角度。?

整體速度動(dòng)畫(huà)：?

整體流線動(dòng)畫(huà)：

參考資料：

?1.?https://www.mdpi.com/2076-3417/10/6/2105,

Fluidic Oscillators, the Effect of Some Design Modificationsby Masoud Baghaei and Josep M. Bergada

文章來(lái)源：產(chǎn)品經(jīng)理筆札