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流动数值计算研究-电动折弯机数控钢管滚圆机滚弧机液压滚圆机滚
作者:lujianjun | 来源:欧科机械 | 发布时间:2019-03-22 14:01 | 浏览次数:

采用DES湍流模型对791翼型在2°攻角及雷诺数为2.1×105的来流条件下,空化初生以及片状空化阶段三维非定常流动的结构进行了数值模拟,初步揭示了其流动特征。在空化初生阶段,空化初生的起始位置位于翼型最大厚度处,且展向外缘处的小空泡脱落呈周期性变化。片状空化空穴U型结构演变阶段,其空穴长度演变呈现出回缩-生长-回缩的明显特征。片状空化空泡脱落时,在指向翼型前缘发展的回射流和指向翼型展向中间截面的侧向射流相互耦合下,U型结构的两侧中部部分空泡开始脱离主体,向中间截面流动。U型结构两侧上的回射流是导致U型空穴回缩的主要原因。 计算采用的791翼型的弦长C=35mm,翼展长度L=25mm,最大厚度δmax=4mm,攻角α=2°。计算区域及边界条件如图1所示,此计算域大小为L×W×H=700mm×25mm×390mm,入口距翼型前缘为9.5C,出口距翼型尾缘为9.5C。采用ICEM对计算区域划分如图2所示的结构化网格,其中对翼型近壁区域进行了网格加密。图1计算区域及边界条件(a)翼型周围网格(b)翼型网格图2网格划分进口采用速度进口边界条件,进口速度为6m/s,

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其对应的雷诺数为2.1×105,出口采用压力出口流动数值计算研究-电动折弯机数控钢管滚圆机滚弧机液压滚圆机滚弧机折弯机。流动区域上下边界为自由滑移壁面条件,翼型表面采用绝热、无滑移固壁条件。采用5种不同的网格数进行了网格无关性计算,网格1~5的网格数分别并在翼型吸力面头部设置监测点,计算结果如表1所示,随着网格数增加,压力系数逐渐趋于稳定,考虑计算的适用性和经济性,本文最终确定的网格数为3.8×105。表1网格数对压力系数的影响网格12345压力系数0.数值方法使用Fluent中的分离求解器进行计算,采用SIMPLE算法实现压力场和速度场的耦合,Standard格式用于对压力方程的离散,其它采用一阶迎风格式进行离散.计算中将定常计算的结果作为非定常湍流计算的初始流无穷远来流流速P∞———计算域出口压力s图4不同时刻展向外缘处空泡脱落及空穴表面速度矢量从图4(b)和(c)可以看出在外缘处的空泡主体前缘的速度与连接处的反向速度相耦合下,后缘的小空泡团从主体脱落出来。随着时间发展,在空穴与大空泡团连接处向上拉伸速度的作用下,大空泡团与附着在翼型表面的空穴断裂开来,并向下游游动,而小空泡随时间与外缘的空穴相连进入下一脱落周期,外缘空泡脱落周期约为2~3ms。从图3可以看出,在(t+292)ms时主空穴生长到最大,此阶段的演变周期约为32ms。第3阶段:此阶段为空穴较稳定的快速回缩阶段。直到(t+303)ms时空穴回缩到最小,此阶段的演变周期约为11ms,较生长及发展阶段要更加快速。为了更清楚的描述空化初生时三维空泡的结构,沿着翼型翼展L方向截取5个截面,分别为,如图5所示。图6给出一个周期内各截面上空穴长度l随时间变化,可以很清晰地发现5个截面上的空穴长度不一致,且变化较大。图5沿翼展方向的5个截面从图6(a)可以看出,翼型最外面2个截面0.25L、0.75L上的空穴长度相差不大,且随时间变化趋势较一致。从图中可以发现空穴不是绝对按照翼展中截面对称分布。从图6(b)可以看出中间3个截面上的空穴长度随时间变化较一致流动数值计算研究-电动折弯机数控钢管滚圆机滚弧机液压滚圆机滚弧机折弯机
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