在湍流中加入適量的減阻添加劑,可以有效地降低摩擦阻力,這就是添加劑湍流減阻技術(shù)。自從1948年的第一屆國(guó)際流變學(xué)會(huì)議上,Toms指出高分子聚合物的湍流減阻增輸現(xiàn)象以來(lái),國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)高分子聚合物和表面活性劑兩種減阻添加劑做了廣泛的實(shí)驗(yàn),并在數(shù)值模擬方面進(jìn)行了深入拓展,得到了許多關(guān)于減阻現(xiàn)象以及減阻機(jī)理的重要理論成果。對(duì)減阻機(jī)理的研究,目前黏彈性假說(shuō)得到了相當(dāng)一部分人的支持。然而,由于黏彈性流體減阻過(guò)程較為復(fù)雜,在今后一段時(shí)間內(nèi),仍需要做大量工作對(duì)其研究探討。本論文以黏彈性流體為研究對(duì)象,推導(dǎo)FENE-P黏彈性模型的控制方程組,根據(jù)方程編寫(xiě)C程序。利用GAMBIT前處理軟件構(gòu)建彎管幾何模型,并劃分網(wǎng)格,然后導(dǎo)入到FLUENT中,通過(guò)自定義函數(shù)功能加載C程序,進(jìn)行計(jì)算。利用網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證、減阻范圍驗(yàn)證及和文獻(xiàn)規(guī)律對(duì)比驗(yàn)證等方式檢驗(yàn)得出計(jì)算案例和模型具有較高的可靠性。然后對(duì)不同工況下的減阻過(guò)程做了分析,并和水做了對(duì)比研究。介紹了FENE-P黏彈性模型的建立過(guò)程。黏彈性流體是流體中物性最為復(fù)雜的一類,FENE-P模型可以較好的對(duì)其描述。通過(guò)對(duì)相關(guān)公式的推導(dǎo),得到了FENE-P模型的控制方程組和... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 減阻添加劑的研究進(jìn)展與應(yīng)用
        1.2.1 高分子聚合物的實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用
        1.2.2 表面活性劑的實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用
        1.2.3 添加劑減阻機(jī)理的理論研究
        1.2.4 黏彈性流體的數(shù)值模擬研究進(jìn)展
    1.3 彎管水流研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 研究技術(shù)路線
第二章 建立黏彈性模型及編寫(xiě)程序
    2.1 引言
    2.2 黏彈性流體理論
        2.2.1 流體的種類
        2.2.2 黏彈性流體本構(gòu)方程
    2.3 FENE-P模型的建立
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 三維直角坐標(biāo)系下展開(kāi)式
    2.4 FLUENT概述及UDF的實(shí)現(xiàn)
        2.4.1 FLUENT簡(jiǎn)介
        2.4.2 UDF功能
        2.4.3 UDF的編寫(xiě)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 FLUENT對(duì)黏彈性流體的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 常用公式介紹
    3.3 幾何模型和網(wǎng)格劃分
        3.3.1 建立幾何模型
        3.3.2 劃分網(wǎng)格和設(shè)置邊界條件
    3.4 FLUENT計(jì)算設(shè)置
        3.4.1 選擇湍流模型
        3.4.2 計(jì)算參數(shù)設(shè)置
    3.5 可靠性檢驗(yàn)
        3.5.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
        3.5.2 人工黏性項(xiàng)系數(shù)
        3.5.3 摩擦系數(shù)驗(yàn)證
        3.5.4 減阻效果分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 黏彈性流體參數(shù)沿程變化情況
    4.1 引言
    4.2 減阻率沿程變化
    4.3 壓力參數(shù)變化規(guī)律
        4.3.1 壁面壓力系數(shù)分布
        4.3.2 靜水壓強(qiáng)分布
    4.4 流速變化規(guī)律
        4.4.1 軸向流速分布
        4.4.2 流速等值線分布
        4.4.3 二次流現(xiàn)象
    4.5 湍動(dòng)能變化規(guī)律
        4.5.1 湍動(dòng)能沿程變化
        4.5.2 湍動(dòng)能徑向分布
        4.5.3 湍動(dòng)能壁面分布
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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