二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計算

1、流動與傳熱數(shù)值計算二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計算學(xué)生姓名學(xué) 號班 級二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計算中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）221116范健學(xué)【摘要】：采用ANSYS14.5軟件對二維噴管進行非結(jié)構(gòu)面網(wǎng)格劃分，設(shè)定一定的邊界條件，通過FLUENT14.5, 生成速度標(biāo)量，靜溫云圖，壓力云圖，流線圖，用以分析一定邊界條件下的相關(guān)參數(shù)的分布?？捎糜趯ζ?他的二維噴管模型的分析。Abstract: The ANSYS14.5 software for two-dimensional nozzle unstructured surface meshing, setting certain boundary

2、conditions, through FLUENT14.5, generate speed scalar, static temperature contours, pressure contours, flow chart, with the under certain boundary conditions in order to analyze the distribution of the relevant parameters. Can be used for other models of the two-dimensional nozzle.關(guān)鍵詞：邊界層，數(shù)值仿真，縮放噴管，

3、FLUENT數(shù)值模擬1-引言拉瓦爾噴管是火箭發(fā)動機和航空發(fā)動機最常用的構(gòu)件，由兩個錐形管構(gòu) 成，如圖一所示，其中一個為收縮管，另一個為擴張管。拉瓦爾噴管是推力 室的重要組成部分。噴管的前半部是由大變小向中間收縮至一個窄喉。窄喉 之后又由小變大向外擴張至箭底。箭體中的氣體受高壓流入噴嘴的前半部， 穿過窄喉后由后半部逸出。這一架構(gòu)可使氣流的速度因噴截面積的變化而變 化，使氣流從亞音速到音速，直至加速至跨音速。所以，人們把這種喇叭形 噴管叫跨音速噴管。2.網(wǎng)格圖管道數(shù)據(jù):ANSYSR14.5噴管全（mm）噴管直徑（mm）喉部直徑（mm）23006003003 相關(guān)方程首先對工質(zhì)做出如下假設(shè)：2.2工

4、質(zhì)為理想氣體。2.3氣流一維定常流動。2.4次過程是絕熱等熵過程。即假設(shè)氣體流動中與外界沒有熱交換，沒有功交換，也沒有質(zhì)量交換，亦不 考慮黏性的影響。取連續(xù)方程式的對數(shù)的微分，得：dp dv dA =0 p v A對于非黏性氣體沿微元流管定常流動，如果經(jīng)過dx后氣體流速增加dv、壓 力增加dp，則由動量方程得：pvdv = dp由聲速公式可得:dppdv=vdv= kMPPv以及：dp = P P取完全氣體狀態(tài)方程的對數(shù)微分，得：dp dp dTP P T將以上方程聯(lián)立，可得：蟲=-Ma也 Pv4-求解設(shè)定：Pressure-inlet:Gauge Total Pressure： 101325

5、Pa.Supersonic/Initial Gauge Pressure:9000Pa.Temperature:300K.Pressure-outlet:Gauge Pressure:3738.9.Temperature:300K.其他條件按照默認(rèn)設(shè)置，采用Frist Order Upwind算法，取continuity=1e-05，迭代次數(shù)取2000次對模型第一次求解。模擬結(jié)果:在迭代計算2000次后結(jié)果收斂。云圖如下:速度標(biāo)量靜溫云圖325&+J4 7.416+01 6.57e+J45.73e+Oi4.S&+014-.05&+U322&+042.3a&+04i.54e+m7.01e+S3-

6、1.37e+O3-9.75&+O3-1.81e+0i-2.65&+CJ4-3.49e+C4-4.33e+CJ4-5.176+04 -6.00&+CH -6S4e+O4Contours of Static Pressure (pascal)Nov 17,2013 AN SYS Fluent 14.5 (axi, pbns)壓力云圖9.72&+C13 924&K13 8.75&+O3 325&+3 7.7ae+C3 729&+036.81&+C3 6.32&+J3 5.83e+J3 5.55e+CJ3afe+C13386+Q33.39&+C3 3.40&+Q3 2S2&+03 2.13e+J3 134&+03 1.46&+139.T3&+O2 4.35&+02 Q.OO&+OQPathlines Colored by Particle IDNov 17,2013 AN SYS Fluent 14.5 (axi, pbns)流線圖5.結(jié)束語通過對二維噴管網(wǎng)格的劃分和數(shù)值模擬，得到相關(guān)的速度標(biāo)量云圖，靜溫云 圖，壓力云圖，流線圖，觀察圖的特點，可以定性的分析出縮放噴管在喉部速度 達到最大值，靜溫和壓力達到最小值。還有問題可以進一步深入研究：改變邊界條件，