滴頭是滴灌系統(tǒng)的核心部件,在我國(guó)滴頭自主研發(fā)設(shè)計(jì)水平落后的背景下,本文主要進(jìn)行了適宜齒形迷宮流道結(jié)構(gòu)滴頭的模型選取、滴頭各參數(shù)與水力性能的關(guān)系、齒形迷宮流道結(jié)構(gòu)滴頭的設(shè)計(jì)三部分研究,提出了一種符合大、中、小三種滴頭流量的設(shè)計(jì)方案。首先,運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)CFD軟件,對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)的齒形迷宮流道滴頭進(jìn)行數(shù)值模擬,具體需要對(duì)Fluent所提供的各種湍流模型、網(wǎng)格劃分類型及大小、控制精度進(jìn)行選擇與比較,對(duì)模擬值與實(shí)測(cè)值得偏差大小進(jìn)行對(duì)比,選取最接近實(shí)測(cè)值的模型方案。同時(shí),在水力性能試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證了上述數(shù)值模擬方案在滴頭模擬研究中的可行性;根據(jù)滴頭水力性能的試驗(yàn)結(jié)果,探究了單因素結(jié)構(gòu)參數(shù)與組合結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滴頭水力性能的影響,分別從流量、流量系數(shù)、流態(tài)指數(shù)三方面進(jìn)行了分析,并建立了相應(yīng)的多元線性回歸方程。最終,依據(jù)第二部分的顯著性分析結(jié)果以及線性方程建立了滴頭設(shè)計(jì)的合理流程。主要結(jié)論如下:（1）Fluent軟件中不同的湍流模型適宜不同的流體研究工況,為了較為精準(zhǔn)地模擬出齒形迷宮流道結(jié)構(gòu)的出口流量、流量系數(shù)、流態(tài)指數(shù)三方面的水力性能參數(shù),將3種滴頭在不同湍流模型、不同網(wǎng)格劃分類型及大小、控制精度下進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

湍流模型選取試驗(yàn)-滴頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)

劃分形式（仇亞萍等 2007）。在 ANSYS 的前處理器 Workbench 的 Mesh 中對(duì)齒形迷宮流道滴頭進(jìn)行流道網(wǎng)格單劃分，本試驗(yàn)分別采用自動(dòng)網(wǎng)格劃分(Automatic)、六面體主導(dǎo)網(wǎng)格劃分(Hex Dominant）、面體網(wǎng)格劃分(Tetrahedrons)、多區(qū)法網(wǎng)格劃分(MultiZone)；滴頭 1 選用自動(dòng)網(wǎng)格劃Automatic)、六面體主導(dǎo)網(wǎng)格劃分(Hex Dominant)、四面體網(wǎng)格劃分（Tetrahedrons)、多法網(wǎng)格劃分(MultiZone)；滴頭 2 選用自動(dòng)網(wǎng)格劃分、六面體主導(dǎo)的網(wǎng)格劃分；滴頭 3用自動(dòng)網(wǎng)格劃分、多區(qū)法網(wǎng)格劃分。本試驗(yàn)以 AutoCAD 2007 和 ANSYS15.0 相結(jié)合的方法建立了齒形迷宮流道結(jié)構(gòu)滴的 CFD 數(shù)值模型；應(yīng)用 AutoCAD 繪制幾何圖形，創(chuàng)建 ASCI 形式的文件.sat 并導(dǎo)入NSYS 15.0 中，下一步在 Mesh 模塊中對(duì)滴頭的齒形迷宮流道進(jìn)行建模以及網(wǎng)格劃分；步選定網(wǎng)格大小為 0.2mm，收斂精度控制為 0.001，在進(jìn)一步的試驗(yàn)中在相同模型選和網(wǎng)格類型的情況下，考慮到計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速率及計(jì)算精度，補(bǔ)充對(duì)照網(wǎng)格大小為.1mm，0.3mm，收斂精度控制為 0.01，0.0001。收斂判據(jù)為所有變量的殘差絕對(duì)值小所控制的收斂精度。網(wǎng)格模型劃分情況大致如圖 3-1 所示。

圖 3-2 滴頭 3D 建模Fig. 3-2 3D modeling of a dripper默認(rèn)為邊壁 Wall（壁面條件）。滴頭流道結(jié)構(gòu)尺寸很際流動(dòng)中廣泛應(yīng)用壁面函數(shù)方法，其具有計(jì)算量小和因此，本文采用了標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)方法對(duì)滴頭的流道以外的其他邊界均按壁面處理。Solution Methods 湍動(dòng)能項(xiàng)、特定的耗散率項(xiàng)等各項(xiàng)設(shè)置為默認(rèn)的一SIMPLE 算法處理；湍流模型的亞松弛因子設(shè)置為默 Fluent 軟件中進(jìn)行計(jì)算求解,具體的計(jì)算步驟為對(duì)流模型，4 種網(wǎng)格劃分方法組合對(duì)表 1 中 3 種滴頭模80kPa、100kPa 和 120kPa 時(shí)的流道流場(chǎng)，共 600 種先選擇 3 種不同流道結(jié)構(gòu)滴頭，10 種模型，在 4 種網(wǎng)分析了不同湍流模型在滴頭水力性能計(jì)算方面的適


本文編號(hào)：3382503