基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真

關鍵詞:FLUENT,油罐,VOF模型,計算流體力學,流體運動

罐車緊急制動或者減速過程中會出現液體晃現象,液體晃動會對罐壁產生沖擊載荷,容易影響其使用壽命,并且可能會存在安全問題。對這類運動過程進行研究有著重要的工程應用意義。利用FLUENT軟件對油罐內流體運動規律進行了數值模擬。通過精細的網格劃分和仿真設置,得到了其內部流場的速度分布、壓力分布和相分布。通過該數值模擬方法,可以預測油罐內流體的運動規律,減少實驗時間和成本。同時,該方法也可以為其他裝置內液體流動規律的研究提供參考和借鑒。

在仿真過程中,首先建立了油罐的三維模型,并對其進行了網格劃分。為了提高仿真精度,可以對幾何模型進行局部加密處理。隨后設置了仿真參數,包括流體密度、粘度等參數。采用SST k-omega湍流模型來描述流體的湍流特性。后續可以通過改變操作參數對其進行更為細致的數值模擬,以進一步探究其流場分布。建立幾何模型時對其進行適當的結構優化便于數值模擬過程,網格劃分時對其施加一定的控制(如曲率和偏度)以提高網格質量,綜合得到網格質量大于0.3。幾何模型如圖1所示,網格劃分如圖2所示。

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖1

圖1幾何模型

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖2

圖2網格劃分

油罐內初始相分布如圖3所示,仿真計算1s后,氣液分布、壓力分布和速度分布分別如圖4、5、6、7所示。

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖3

圖3初始相分布

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖4

圖4 1s后相分布

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖5

圖5 1s后速度分布

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖6

圖6 1s后壓力分布

基于FLUENT的油罐內流體運動規律仿真的圖7

圖7 1s后矢量圖顯示相分布

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