摘要:利(li)用計算流體(tǐ)力學數值計(jì)算仿真方法(fǎ)，對渦街流量(liàng)計 以水爲介(jie)質進行了仿(pang)真分析，得到(dào)一些流場分(fen)析結果。 由渦(wō)街流量計測(ce)量原理可知(zhi)，隻要在流量(liàng)标準裝💔置上(shang)⭕測得儀表🈚系(xi)數K,就可以得(dé)到流量。
1仿真(zhen)數學模型與(yu)邊界條件
1.1仿(páng)真數學模型(xíng)
　　當介質爲水(shui)時，由雷諾數(shu)可知，在裝置(zhì)的整個流量(liàng)範圍❓内🔱，流量(liàng)計内部的流(liu)動爲湍流流(liu)動。采用K-ε湍流(liú)模型，結合💋三(san)維不可✨壓縮(suō)💔黏性流體的(de)N-S方程，建立封(fēng)閉方程組。
　　其(qí)中湍流動能(neng)K的輸運方程(chéng)和湍流耗散(san)率ε的輸運方(fāng)程分🛀🏻别爲
 
　　其(qí)中湍流運動(dong)黏性系數ʋt與(yu)湍流動能産(chǎn)生項P分别爲(wèi)
 
　　式中:u一流體(tǐ)在軸向坐标(biāo)x的速度;ʋ一流(liú)體在徑向坐(zuo)标r下的速度(dù)✊。
　　以上4組方程(cheng)使用CFD仿真軟(ruǎn)件進行壓力(lì)-速度耦合，用(yòng)有限體積法(fa)進行離散處(chu)理，壓力采用(yong)砌體力加權(quán)離散格式，動(dòng)量、湍動能與(yu)✍️湍動能耗散(sàn)率均采用二(er)🌍階迎風離散(san)格🈲式。
1.2仿真物(wù)理模型
　　選擇(ze)DN50口徑的渦街(jie)流量計，利用(yong)StarCCM軟件建立渦(wō)街流量計幾(jǐ)何模🍉型并劃(hua)分網格，渦街(jie)流量計發生(sheng)體橫截面網(wang)🐆格如⭐圖1所🧑🏾‍🤝‍🧑🏼示(shì)。
 
　　爲(wei)了提高計算(suan)效率,渦街發(fa)生體處重點(diǎn)加密,其他區(qu)域适當🧑🏾‍🤝‍🧑🏼稀✂️疏(shu)。由圖1可知，渦(wō)街發生體所(suo)處流場網格(gé)均㊙️勻加密。通(tong)過加密畫法(fǎ)，靠近渦街發(fa)生體的橫截(jié)面網格較密(mi)，遠離渦街發(fā)生體而靠近(jìn)管壁的網格(gé)較稀疏。
2.2仿真(zhen)條件設定
　　目(mù)前仿真僅選(xuǎn)擇不可壓縮(suo)的水爲介質(zhì)，對于不可壓(yā)縮流體水密(mì)度以實驗室(shì)測量結果爲(wèi)依據。模型選(xuǎn)擇🐅RNGk-ε雙方程湍(tuan)流模型，該模(mo)型可以很好(hao)地處理高應(yīng)變率以及流(liú)🈲線彎曲程度(dù)較☀️大的流🏃🏻‍♂️體(tǐ)流動，非常适(shì)合具有旋渦(wō)脫落現象的(de)渦街流場仿(pang)🏃🏻‍♂️真。
2流場仿真(zhen)分析
　　影響渦(wo)街流量計旋(xuán)渦頻率的是(shi)發生體兩側(ce)的流♊速U;和發(fā)✉️生體的結構(gòu)，由于發生體(tǐ)結構尺寸是(shì)固定的，因此(cǐ)頻率隻與U相(xiang)關，需要觀測(cè)在相同人口(kou)流速U條件下(xià)的U變化來得(dé)到頻率的🔞變(bian)化。而速度的(de)變化必然會(hui)導✍️緻流體密(mì)度的變化，因(yin)此可觀🛀🏻測發(fa)生體💘兩側的(de)密度雲圖，從(cóng)而判斷可壓(yā)縮性🍓對渦街(jie)流量計流速(su)U,的影響♉，通過(guò)仿真得到不(bú)可壓縮流體(tǐ)水的靜壓雲(yún)圖(見圖2)、不可(kě)壓縮🔴流體水(shui)的🈲速度雲圖(tú)(見圖3)。
 
 
　　爲判斷(duan)是否爲充分(fen)發展流動，特(tè)測量Y軸方向(xiang)的力(見圖4、圖(tú)☀️5) 由圖4、圖5可知(zhī)，經過一段時(shí)間後流場處(chù)于穩定狀态(tai)。對圖5中靜壓(ya)數值進行快(kuài)速傅立葉變(bian)換，得到3種介(jiè)質下的旋渦(wō)脫🐇離頻率圖(tu)(見圖6)。
 
　　通過讀(du)取圖6不可壓(ya)縮流體水的(de)旋渦脫落頻(pin)率圖最高點(diǎn)🌂的頻率，可得(de)到水旋渦脫(tuo)落頻率爲340Hz。
3結(jie)束語
　　利用軟(ruan)件實現了渦(wo)街流量計在(zai)不可壓縮流(liú)體水💰的流場(chang)🌈仿⁉️真💋，根據卡(ka)門渦街的産(chan)生機理，仿真(zhen)出渦街流量(liang)計在不可壓(yā)縮流體水下(xià)的頻率值，爲(wèi)下一步進行(háng)空氣、蒸汽計(jì)量打下了堅(jiān)實的基礎。

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