摘要(yao):利用計(jì)算流體(ti)力學數(shu)值計算(suan)仿真方(fang)法，對渦(wō)街流量(liang)計 以水(shuǐ)爲介質(zhì)進行了(le)仿真分(fèn)析，得到(dào)一些流(liu)場分析(xi)結果。 由(yóu)🤞渦🔞街流(liú)量計測(cè)量原理(li)可知，隻(zhī)要在流(liu)量标準(zhǔn)裝置上(shang)測得儀(yi)表系數(shu)K,就可以(yǐ)得到流(liú)量。
1仿真(zhēn)數學模(mó)型與邊(biān)界條件(jiàn)
1.1仿真數(shu)學模型(xing)
　　當介質(zhì)爲水時(shí)，由雷諾(nuo)數可知(zhi)，在裝置(zhi)的整個(ge)流量範(fan)圍内，流(liu)量計内(nei)部的流(liu)動爲湍(tuān)流流動(dong)。采用K-ε湍(tuan)流模型(xíng)，結合🎯三(san)維不可(kě)壓縮黏(nián)性流體(ti)的N-S方程(chéng)，建立封(feng)閉方程(cheng)組。
　　其中(zhōng)湍流動(dòng)能K的輸(shu)運方程(cheng)和湍流(liu)耗散率(lǜ)ε的輸運(yùn)方程🥵分(fen)💛别爲
 
　　其(qi)中湍流(liú)運動黏(nián)性系數(shù)ʋt與湍流(liu)動能産(chǎn)生項P分(fen)别爲
 
　　式(shì)中:u一流(liú)體在軸(zhóu)向坐标(biao)x的速度(dù);ʋ一流體(tǐ)在徑向(xiàng)坐标r下(xia)的速度(du)✔️。
　　以上4組(zǔ)方程使(shi)用CFD仿真(zhen)軟件進(jìn)行壓力(li)-速度耦(ou)合，用有(yǒu)限體積(jī)法進行(hang)離散處(chù)理，壓力(lì)采用砌(qì)體力加(jia)權離散(sàn)格式，動(dòng)量、湍動(dòng)能與湍(tuan)動能耗(hao)散率均(jun)采用二(èr)🙇‍♀️階迎風(fēng)離散格(ge)🈲式。
1.2仿真(zhen)物理模(mó)型
　　選擇(zé)DN50口徑的(de)渦街流(liú)量計，利(lì)用StarCCM軟件(jian)建立渦(wō)街流量(liang)計幾何(hé)模型并(bìng)劃分網(wang)格，渦街(jiē)流量計(jì)發生體(ti)橫截♈面(mian)網格如(rú)圖1所⚽示(shi)。
 
　　爲(wèi)了提高(gāo)計算效(xiao)率,渦街(jiē)發生體(ti)處重點(diǎn)加密,其(qí)他🧡區域(yù)适當稀(xī)疏。由圖(tu)1可知，渦(wō)街發生(shēng)體所處(chù)流場網(wang)格均❓勻(yun)加密。通(tong)過加密(mì)畫法，靠(kào)近渦街(jie)發生體(tǐ)的橫截(jie)面網👅格(gé)較密，遠(yuan)離渦街(jie)發生體(tǐ)而靠近(jin)管壁的(de)網格較(jiao)稀疏。
2.2仿(páng)真條件(jian)設定
　　目(mu)前仿真(zhēn)僅選擇(zé)不可壓(yā)縮的水(shuǐ)爲介質(zhi)，對于不(bu)可壓縮(suo)🐪流體水(shui)密度以(yi)實驗室(shi)測量結(jie)果爲依(yī)據。模型(xíng)選擇RNGk-ε雙(shuāng)方程湍(tuan)流模✉️型(xing)，該模型(xing)可以很(hen)好地處(chu)理高應(yīng)變率❤️以(yǐ)及流線(xian)彎曲程(cheng)度較大(da)的流體(tǐ)流動，非(fēi)常适合(hé)具有旋(xuán)渦脫落(luò)現象的(de)渦街流(liú)場仿真(zhēn)。
2流場仿(pang)真分析(xi)
　　影響渦(wo)街流量(liàng)計旋渦(wo)頻率的(de)是發生(shēng)體兩側(ce)的流速(sù)U;和發🍓生(shēng)體的結(jié)構，由于(yú)發生體(ti)結構尺(chi)寸是固(gu)定的，因(yin)此頻率(lǜ)隻與U相(xiang)關，需要(yào)觀測在(zài)相同人(ren)口流速(su)U條件下(xià)的U變化(huà)來得到(dao)㊙️頻率的(de)👈變化。而(er)☔速度的(de)變化必(bi)然會導(dǎo)緻流體(ti)密度的(de)變化🍉，因(yīn)此可觀(guān)🙇🏻測發生(shēng)體兩側(cè)的密度(du)雲圖，從(cóng)而判斷(duan)可壓縮(suo)性👅對渦(wo)街流量(liàng)計流速(su)U,的影響(xiang)，通過仿(pang)真得到(dao)不可壓(ya)縮流體(tǐ)水的靜(jìng)壓雲圖(tu)(見圖2)、不(bú)可壓縮(suō)🥵流體水(shuǐ)的速度(du)雲圖(見(jian)圖3)。
 
 
　　爲判(pàn)斷是否(fǒu)爲充分(fen)發展流(liu)動，特測(cè)量Y軸方(fāng)向的力(li)(見圖4、圖(tu)5) 由圖㊙️4、圖(tú)5可知，經(jing)過一段(duan)時間後(hou)流場處(chù)于穩定(dìng)狀💜态。對(duì)圖5中靜(jìng)壓數值(zhí)進行快(kuai)速傅立(li)葉變換(huàn)，得到3種(zhǒng)介質下(xia)的旋渦(wo)脫離頻(pín)率圖(見(jian)圖6)。
 
　　通過(guo)讀取圖(tu)6不可壓(ya)縮流體(tǐ)水的旋(xuan)渦脫落(luò)頻率圖(tu)🧡最高點(dian)♉的頻率(lü)，可得到(dào)水旋渦(wo)脫落頻(pín)率爲340Hz。
3結(jie)束語
　　利(lì)用軟件(jian)實現了(le)渦街流(liu)量計在(zai)不可壓(ya)縮流體(ti)水的流(liu)場仿🤩真(zhen)，根據卡(kǎ)門渦街(jiē)的産生(sheng)機理，仿(pang)真出渦(wō)街流㊙️量(liang)計在不(bú)可壓縮(suō)流體水(shuǐ)下的頻(pin)率值，爲(wei)下一步(bu)進行空(kong)氣、蒸🤩汽(qi)計量打(da)下了♍堅(jiān)實的😄基(ji)礎。

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