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缩放管的流场研究 前言 缩放管是由依收缩段和扩张段组成，使流体始终在方向反复改变的纵向压力梯度作用下流动。扩张段产生的剧烈漩涡在收缩段可以得到有效地利用，收缩段还可以起到提高边界层速度的目的。实验表明， 缩放管在大雷诺数下操作特别有利。该性质正好与纵流式管束支承物的特点相适应。在同等压力降下，缩放管的传热量比光管增加70%以上。缩放管的形状为相对 流线型，因而流动阻力比横流槽管小，更适合低压气体和肮脏流体的传热。实践表明，缩放管与整圆形折流板等的组合都有显著地强化传热效果。 FLUENT软件简介 FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的著名的CFD计算分析软件，在航空、航天、透平机械、汽车、船舶、机械、化工、石化、计算机、半导体、能源、医学等领域得到了广泛的应用。能够解决流动、传热、化学反应、燃烧、 多相流、旋涡流动等问题。在锅炉行业主要应用它来解决热能工程专业领域内的流动、传热、相变、多相流动、燃烧化学反应等问题。美国ABB-CE公司已有多年使用FLUENT软件研究该类问题的经验。 就模块构成而言，FLUENT软件分为三部分：前处理模块、解算模块和后处理模块。前处理模块有专门的建模及网格划分软件GAMBIT，其几何内核为ACIS， 它提供流体区域内面、体的网格划分，边界及体类型设置。其中网格划分尤为丰富，面网格有四边形、三角形网格，体网格有六面体（方形）、四面体、菱形（楔 形）、金字塔形，可以快速完成结构化、非结构化或混合网格的划分，可满足各种工程分析的需要。另外，还能接受一些专业建模软件及前处理软件的文件格式，如Solid Edge、Solid Work、UG、AutoCAD、Ansys、Patran、Nastran等。FLUENT求解器有许多模型，其中湍流模型有标准ｋ－ε模型、修正后的(RNG)ｋ－ε模型和RNG旋转ｋ－ε模型，完全雷诺应力模型（RSM）,大涡模拟（LES）的亚网格尺度模型，另外还有多相流、颗粒轨道、传热、辐射等模型，可供用户选择、组合。由于它具有自动优化求解策略，因而迭代收敛速度快、稳定性好。FLUENT的后处理模块，可以给出所有迭代变量，如流场、压力（静压、动压、全压）场、温度场、浓度场等各种可视图，供用户分析处理。 结 论 1 FLUENT流场计算软件应用于流场预示，基本反映了的流动特征；迭代计算稳定性好、速度快。如果配以SolidWork等三维CAD软件快速建模，能缩短流场数值计算工作周期，这一特点符合工程应用的需要。 2 流场计算结果与试验结果从分布趋势来看，吻合性较好；但从数值吻合性来看存在一定的偏差如采用实际结构数据建模、网格划分方式加边界层网格细化和准确测量的出口边界条件，必将大大减少计算误差。 3 流场计算与试验结果对比分析是FLUENT计算软件真正应用于流体研究工作中的必要步骤。每种类型的流动都有其自身特点，其网格划分方式和边界处理方法则各有不同，通过与试验结果对比可以确定合理的网格划分方式和边界条件。进而准确预报在其它工况下该类流体流动的基本特性。 1