玻璃纤维增强混凝土固液两相流体输送分析-毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

开的菜单中选择，单击按钮，浏览并复制文件，这就把几何模型导入了。

网格划分打开软件的操作界面，在中，单击号，可以看到其中已存在个，如图。

单击中的，在的下方面板中将设置为，并选择求解器，如图。

图图右击中的，在展开的菜单中选择下级菜单中的，这是为了插入个膨胀的方法，接着，在面板中，设置为建好的模型整体，为模型的个旋转外表面有几个选择外表面就选几个，选择为，并设置为，般选择壁厚。

右击，单击，生成图所示的网格。

图划分好网格后的模型定义边界右击中的，在展开的菜单中选择，并在下级菜单中选择。

在面板中设置为方向的管道进口断面，单击按钮，然后单击，给其重命名为。

同样的可以定义出口为。

网格导出网格划分的概述划分网格是仿真实验的最重要的部，网格划分的好坏，会影响仿真计算的精度，对收敛性影响影响也很大，如果网格质量不好可能会使实验得不到有效的收敛解。

前面第章已提到，在流体力学控制方程的微分和积分项中包括时间或者空间变量，这些变量分别对应着相应的求解域和这些求解域上的解。

要把积分和微分项用离散的代数形式代替就要进行控制方程的离散化。

而网格划分就是这过程的前提。

网格般采用贴体网格。

它主要有以下几种类型型网格型网格型网格，对于较复杂的求解域还采用多项网格重叠网格等。

这些类型的网格都可以称作结构网格。

此外，还有大类网格称作非结构网格。

这类网格更适用于处理形状复杂的求解域。

中模型的瞬态模拟输入与检查网格启动的解算器，导入网格模型，如图。

图网格模型其中可以检查模型的尺寸，检查最小体积和最小面积是否为负数。

单击操作面板中的，检查网格，待文本窗口中出现，表示模型网格合适。

选择求解器在准备好网格之后就需要确定采用什么样的求解器及采用什么样的工作模式。

提供了分离式和耦合式的两种求解器，其中耦合求解器形式还分为耦合隐式求解器和耦合显式求解器。

分离求解器是顺序地逐地求解各方程。

也就是先在全部网格上解出个方程后，再解另外个方程。

由于控制方程是非线性的，且相互之间是耦合的，因此，在得到收敛解之前，要经过多轮迭代。

耦合式求解器是同时求解连续方程动量方程能量方程及组分输运方程的耦合方程组，然后，再逐求解湍流等标量方程。

由于控制方程是非线性的，且相互之间是耦合的，因此，在得到收敛解之前，也要经过多轮迭代。

非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。

耦合求解器的方法则可用在高速可压缩流动。

默认的是非耦合求解器，但对于高速可压缩流动，或需要考虑体积力浮力或离心力的流动，求解问题时网格比较密，常采用耦合隐式求解方法解能量和动量方程，可较快的得到收敛解。

但是这需要的内存比较大。

这里需要调用湍流模型，打开默认设置为层流模型，选择中的标准模型，保持中参数不变，单击。

定义材料在中，流体和固体的物理属性都用材料这个名称来并表示，要求为每个参与计算的区域定义种材料。

在其材料库中已提供了如和等些常用材料，用户可以从中复制过来直接使用，或修改后使用。

当然，用户还可创建新的材料。

旦这些材料被定义好之后，便可将材料分配给相应的边界区域。

中默认的流体材料为空气，固体材料为铝，这里需要混凝土。

我们只需定义第相为水，第二相为固体颗粒材料。

水我们直接复制系统自带的就可以了，颗粒材料需要自定义。

因系统没自带颗粒材料，我们需要定义，如图。

图调用新材料保持介质类型为欧拉模型采用的固体颗粒也必须定义成流体介质，我们需要把的准确性。

将所建立的管道模型输入现在流行的商用专业软件中，采用标准的两相流方程湍流模型进行流体动力学数值模拟计算，通过管道的外表面速度和压力分布云图，分析外表面流场特性。

对比了直径不同模型的内流场特性，直径大的对壁面的压力小。

模型网格划分和模型简化对计算结果有较大的影响，须进步深入研究，以使仿真计算结果更准确地反映实际流动规律，为管道设计提供定量化参数，另外三维模型设计的比较简单结果与实际并不是很吻合，但是限于本人计算机能力和实验设备，我并没有很好的完成此项工作，这也是今后努力的方向。

综上所述，本文对管道流场的湍流现象有了定的理性研究，熟练掌握了软件的模拟仿真方法，通过对比实验数据与仿真数据，对管道流场的影响因素有了定的了解，为今后指导设计获得更好的仿真效果提供了依据。

鉴于本人学识和时间以及计算机条件的限制，本文的工作尚有许多不完善之处，敬请各位老师批评指正。

致谢论文是在导师陶有瑞教授的悉心指导下完成的，本文从选题到完稿无不浸透着导师的心血。

在这次大型的毕业设计中，陶老师严谨的治学态度耐心的讲解使我获益非浅。

陶老师在繁忙的科研工作的同时，利用空闲时间给我学习软件上的指导和模型的选择，及对问题的反向思维的引导对我今后读研有莫大的帮助，与陶老师和其几个研究生相处的几个月，让我感受到他们对科研的认真与严谨态度。

特别是亲自参与过陶老师最近研究出的新材料制作成滚轮，让我感受到科研就在自己身边。

本次论文设计不仅丰富了我的知识范畴，最重要的是培养了我严谨务实，勤恳认真的科研态度，这将使我受益生，再次衷心表达对陶老师深深的敬意。

感谢与我同样用仿真的董兆宇同学与我在设计过程中的相互帮助。

感谢曹亮老师在本次论文编写过程中给以的意见。

感谢材料教研室给我们提供的试验设备。

参考文献马景峰，陈立君玻璃纤维增强混凝土的应用玻璃纤维朱红钧，林元华，谢龙汉流体分析工程案例精讲北京电子工出版社郭晓艳油田管道不定衰减水声信号的仿真分析计算机仿真郑力铭流体计算从入门到精通北京电子工业出版社朱红钧，林元华，杜仁德空气钻水平井注入参数优化分析天然气工业胡坤，李振北工程实例详解北京人民邮电出版社周俊杰，徐国权，张华俊工程技术与实例分析北京中国水利水电出版社，，，四个参数定义到新材料中来。

如图图定义新材料采用同样的方法我们可以定义颗粒物的密度导热系数和粘度三个参数。

定义边界条件单击，界面已存在划分网格是定义的和。

般边界条件需要定义进口速度，出口速度，和壁面三个边界。

有时需要定义进口压力和出口压力。

这些数据需要经过实验测得，我测得进口速度为。

设置求解控制参数算法设置中进行初始化，从而保持默认设置。

及对单击。

同时对松弛因子也保持默认设置。

收敛精度我般设置成如图。

图设置收敛精度收敛精度与很多因素有关，比如网格问题，网格太疏或者质量太差都会使残差波动。

流场本身边界复杂，流动也比较复杂，对收敛精度的设置也影响较大。

计算瞬态问题时，若时间步长小，用双精度求解器可以获得更好的收敛性。

迭代计算点击，设置时间步长时间步数和最大迭代次数。

如图。

图设置计算参数结果后处理图压力云图图曲线收敛图图流场速度矢量图做直径不同的模型进行仿真对比以更好分析用同样的方法，建模个直径是上面圆管倍，高也是两倍的模型，进行同样的参数设置，得到的结果后处理如下图，以更好的分析结果。

图压力云图图曲线收敛图图速度矢量图由速度矢量图可以知道，模拟了个管道，有材料的入口和出口，从图上可以看出入口在下面，出口在上面。

因为出口和入口的直径我都设置了只有，所以入口速度比出口速度快，这点管道越长越为明显。

由曲线收敛图可以看出，尽管管道装的混凝土是比较复杂的固液混合成分，但在比较简单且合适的模型中仿真时依然能够收敛，这说明计算过程并不存在问题，说明我选取的计算精度还算合理，网格的画分的疏密程度也可以。

由压力云图得知从入口到出口，材料对管道的压力逐渐增加。

综合考虑管道内部压力场与速度场的分析得知，随着直径的增加管道内部压力场减小，有利于减小管道壁的受压，而管道内部速度场同样也减小，不利于液体流动，但当管道直径增加是液体对管道的压力影响将降低。

第章进行实验来与仿真相对照实验设备与材料真空泵皮管水桶胶带玻璃管密封胶木片塑料容器沙子小于毫米