參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例說明

本案例介紹了充氫激波管內瞬態流動的數值模擬。隔膜將管內高、低壓力區域分離開，在T＝0時破裂，從而在管中產生沖擊波。

計算域：管道長1m，截面面積為0.01m2

物質屬性：密度選擇Aungier-Redlich-Kwong理想氣體模型

邊界條件：初始時設置高、低壓區域壓力

網格劃分

采用六面體網格，網格數量為102400

計算域中，左側為高壓區域，右側為低壓區域。

計算設置

本次計算為瞬態流動。

• 物質屬性
  

計算物質設置為氫氣，設置它的密度等參數

• 湍流模型
  

選擇無粘流動

• 能量方程

激活能量方程

• 初始化
  

設置初始計算域壓力為1e+07

利用patch功能設置高壓區域壓力為5e+07

• 迭代計算

時間步長設為5e-07

計算結果

• 計算域壓力和溫度云圖
  

• 計算值與實驗值對比

管道中心軸上壓力對比圖表

管道中心軸上溫度對比圖表

參考文獻

K. Mohamed, M. Paraschivoiu, “Real Gas Numerical Simulation of Hydrogen Flow”. 2nd International Energy Conversion Engineering Conference, Providence, Rhode Island, Aug. 16-19, 2004