摘要(yào):利用計(ji)算流體(tǐ)力學數(shù)值計算(suan)仿真方(fāng)法，對渦(wo)街流量(liàng)計 以水(shui)爲介質(zhì)進行了(le)仿真分(fèn)析，得到(dào)一些流(liu)場分析(xi)結果。 由(yóu)📐渦街流(liú)量計測(cè)量原理(lǐ)可知，隻(zhī)要在流(liú)量标🔆準(zhǔn)裝置上(shang)測得🐆儀(yí)表系數(shù)K,就可以(yǐ)得到流(liu)量。
1仿真(zhēn)數學模(mó)型與邊(biān)界條件(jiàn)
1.1仿真數(shù)學模型(xing)
　　當介質(zhi)爲水時(shí)，由雷諾(nuò)數可知(zhi)，在裝置(zhì)的整個(ge)流量範(fàn)圍内🔅，流(liu)量計内(nei)部的流(liú)動爲湍(tuan)流流動(dong)。采用K-ε湍(tuān)流模型(xing)，結合三(sān)維不可(kě)壓縮黏(nián)性流體(tǐ)的N-S方程(chéng)，建立封(fēng)閉方程(chéng)組。
　　其中(zhong)湍流動(dòng)能K的輸(shū)運方程(cheng)和湍流(liú)耗散率(lü)ε的輸運(yun)方程分(fèn)别爲
 
　　其(qi)中湍流(liu)運動黏(nián)性系數(shu)ʋt與湍流(liú)動能産(chan)生項P分(fèn)别💃爲
 
　　式(shi)中:u一流(liu)體在軸(zhóu)向坐标(biāo)x的速度(dù);ʋ一流體(tǐ)在徑向(xiàng)坐标r下(xia)的速度(du)。
　　以上4組(zu)方程使(shi)用CFD仿真(zhen)軟件進(jin)行壓力(li)-速度耦(ou)合，用有(you)限體💘積(ji)法💜進行(háng)離散處(chù)理，壓力(lì)采用砌(qi)體力加(jiā)權離散(san)格式，動(dòng)量、湍動(dòng)‼️能與湍(tuan)動能耗(hao)散率均(jun)采用二(er)階迎風(fēng)離散格(ge)🔞式。
1.2仿真(zhen)物理模(mó)型
　　選擇(ze)DN50口徑的(de)渦街流(liu)量計，利(li)用StarCCM軟件(jiàn)建立渦(wo)街流量(liàng)計幾☎️何(hé)模型并(bing)劃分網(wǎng)格，渦街(jie)流量計(jì)發生體(ti)橫截☔面(mian)網格如(ru)圖1所示(shi)。
 
　　爲(wei)了提高(gao)計算效(xiao)率,渦街(jiē)發生體(ti)處重點(diǎn)加密,其(qí)他✊區域(yù)🔴适🈲當🌍稀(xī)疏。由圖(tu)1可知，渦(wō)街發生(shēng)體所處(chù)流場網(wǎng)格均勻(yún)加密。通(tong)過加密(mi)畫法，靠(kao)近渦街(jiē)發生體(ti)的橫截(jié)面網格(gé)較密，遠(yuan)離渦街(jie)發生體(tǐ)而靠近(jin)管壁的(de)網格較(jiao)稀疏🏃‍♂️。
2.2仿(pang)真條件(jian)設定
　　目(mù)前仿真(zhen)僅選擇(ze)不可壓(yā)縮的水(shuǐ)爲介質(zhì)，對于不(bu)可壓縮(suō)流體水(shuǐ)密度以(yi)實驗室(shi)測量結(jié)果爲依(yi)據。模型(xing)選擇RNGk-ε雙(shuang)方🌈程湍(tuan)⁉️流模型(xing)，該模型(xíng)可以很(hen)好地處(chu)理高應(yīng)變率🈲以(yǐ)及流🔆線(xiàn)彎曲程(cheng)度較大(da)的流體(tǐ)流動，非(fei)常❄️适合(hé)具有旋(xuan)渦脫落(luo)㊙️現象的(de)渦街流(liú)場仿真(zhen)。
2流場仿(páng)真分析(xī)
　　影響渦(wo)街流量(liang)計旋渦(wō)頻率的(de)是發生(shēng)體兩側(cè)的流速(sù)U;和發⭕生(shēng)體🈲的結(jie)構，由于(yu)發生體(tǐ)結構尺(chǐ)寸是固(gù)定🏃‍♂️的，因(yin)此頻⛷️率(lü)隻與U相(xiàng)🌈關，需要(yào)觀測在(zai)相同人(ren)口流速(su)😘U條件下(xia)🥰的U變化(huà)來得到(dào)頻率的(de)變化。而(ér)速度的(de)變化必(bì)然會導(dǎo)緻流體(tǐ)密😘度的(de)變化，因(yin)此可觀(guān)🔞測發生(shēng)體💋兩側(cè)的密度(du)雲圖，從(cong)而判斷(duàn)可壓縮(suo)性對渦(wo)街流量(liàng)👨‍❤️‍👨計流速(sù)U,的影響(xiang)，通過仿(páng)真得到(dao)不可壓(yā)縮流體(tǐ)水的靜(jing)壓雲圖(tu)(見圖2)、不(bu)㊙️可壓縮(suo)流體水(shuǐ)的💘速度(du)雲圖(見(jian)圖🈲3)。
 
 
　　爲判(pàn)斷是否(fǒu)爲充分(fèn)發展流(liú)動，特測(ce)量Y軸方(fāng)向的力(li)(見🐪圖4、圖(tu)5) 由圖4、圖(tu)5可知，經(jing)過一段(duan)時間後(hòu)流場處(chu)于穩🍉定(ding)狀态。對(duì)🌈圖5中靜(jìng)壓數值(zhí)進行快(kuài)速傅立(lì)葉變換(huan)，得到3種(zhǒng)介💘質下(xià)的旋渦(wō)脫離頻(pín)率圖(見(jian)圖❓6)。
 
　　通過(guo)讀取圖(tú)6不可壓(ya)縮流體(tǐ)水的旋(xuan)渦脫落(luò)頻率圖(tu)最高☂️點(dian)的頻率(lǜ)，可得到(dao)水旋渦(wō)脫落頻(pin)率爲340Hz。
3結(jié)束語
　　利(li)用軟件(jiàn)實現了(le)渦街流(liu)量計在(zai)不可壓(yā)縮流體(ti)水的流(liú)場🙇‍♀️仿真(zhen)，根據卡(ka)門渦街(jiē)的産生(sheng)機理，仿(páng)真出渦(wo)👉街流量(liàng)計在不(bu)可壓縮(suō)流體水(shui)下的頻(pin)率值，爲(wei)下一步(bù)進行空(kong)氣、蒸汽(qi)計量打(da)下了🐆堅(jiān)實的基(jī)礎。

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