CFD数值模拟方法在流体力学教学中的应用与拓展

为了改善工程流体力学教学效果,将CFD数值模拟方法引入课堂教学中,通过介绍课程中的3个知识难点：模拟卡门涡街、突扩及突缩管流、液体随容器旋转等案例,阐述了边界层分离、流线、迹线、局部水头损失、伯努利方程、气液两相流等概念及原理,并进行相关案例拓展.实践表明,CFD模拟方法可用于解决课程知识难点,促进学生将理论和工程紧密联系,提高教学质量.     

旋涡哨内部流场分析

利用FLUTENT软件对旋涡哨内部流场进行数值模拟,得到旋涡哨内的流场分布特征.结果表明:旋涡哨内部流场变化趋势基本一致,流场分布具有轴对称性,流动轨迹近似为螺旋,从中心沿径向方向压力逐渐增大,合速度先增大后减小.随着腔体直径的增加,在腔体内合速度、切向速度和总压值都减小,而在出口管内合速度、径向速度和总压值增大.而在整个旋涡哨内部轴向和切向速度皆不随腔体直径的增加而变化.