二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計(jì)算

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1、成績(jī)流動(dòng)與傳熱數(shù)值計(jì)算二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計(jì)算學(xué)生姓名范健學(xué)學(xué)號(hào)17106051班級(jí)熱能10-4班二維噴管曲面網(wǎng)格劃分及數(shù)值計(jì)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(duì)二維噴管進(jìn)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。可用于對(duì)其他的二維噴管模型的分析。[Abstract]:TheANSYS14.5softwarefortwo-dimensionalnozzleunstructuredsurfacemeshing,s

2、ettingcertainboundaryconditions,throughFLUENT14.5,generatespeedscalar,statictemperaturecontours,pressurecontours,flowchart,withtheundercertainboundaryconditionsinordertoanalyzethedistributionoftherelevantparameters.Canbeusedforothermodelsofthetwo-dimensionalnozzle.關(guān)鍵詞：邊界層，數(shù)值仿真，縮放噴管，F(xiàn)

3、LUENT數(shù)值模擬1.引言拉瓦爾噴管是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)最常用的構(gòu)件，由兩個(gè)錐形管構(gòu)成，如圖一所示，其中一個(gè)為收縮管，另一個(gè)為擴(kuò)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(gè)窄喉。窄喉之后又由小變大向外擴(kuò)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。2.2.網(wǎng)格圖管道數(shù)據(jù)：噴管全長（mm）噴管直徑（mm）喉部直徑（mm）23006003003.相關(guān)方程首先對(duì)工質(zhì)做出如下假設(shè)：2.

4、2工質(zhì)為理想氣體。2.3氣流一維定常流動(dòng)。2.4次過程是絕熱等熵過程。即假設(shè)氣體流動(dòng)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(duì)數(shù)的微分，得：對(duì)于非黏性氣體沿微元流管定常流動(dòng)，如果經(jīng)過dx后氣體流速增加dv、壓力增加dp，則由動(dòng)量方程得:由聲速公式可得：以及：取完全氣體狀態(tài)方程的對(duì)數(shù)微分，得：將以上方程聯(lián)立，可得：4.求解設(shè)定：Pressure-inlet:GaugeTotalPressure：101325Pa.Supersonic/InitialGaugePressure:9000Pa.Temperature:300K.

5、Pressure-outlet:GaugePressure:3738.9.Temperature:300K.其他條件按照默認(rèn)設(shè)置，采用FristOrderUpwind算法，取continuity=1e-05，迭代次數(shù)取2000次對(duì)模型第一次求解。模擬結(jié)果：在迭代計(jì)算2000次后結(jié)果收斂。云圖如下：速度標(biāo)量靜溫云圖壓力云圖流線圖5.結(jié)束語通過對(duì)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(diǎn)，可以定性的分析出縮放噴管在喉部速度達(dá)到最大值，靜溫和壓力達(dá)到最小值。還有問題可以進(jìn)一步深入研究：改變邊界條件，分析不同邊界條件下

6、，縮放噴管的速度，靜溫，壓力的分布有何改變！參考文獻(xiàn)：[1]《工程流體力學(xué)》第二版郭楚文李意民陳更林著中國礦業(yè)大學(xué)出版社。[2]《ANSYSICEMCFD從入門到精通》丁源王清著清華大學(xué)出版社。