基于VOF模型的自激振荡型喷嘴CFD仿真.pdfVIP

制造业信息 摘要： 式。利 呈现上 关键词 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1009—9492(2012)02—0021—02 NumericalSimulationoftheNozzlewithSelf-OscillatingFlowUsing theVOFM odel ZHANG Zheng—fu，WANG Jun—wei，BA0Feng (FluidMechanicsandPIVLaboratory，XiamenUniversity，Xiamen361005，China) Abstract：Thejetwatershapeofthenozzlewillbecomeaself-oscillatingshape，ifthetriangleandUshapemodelsaremadeintothe normalnozzle．UsingtheVOFmodel，thejetshapeofthenozzlewillbesimulatedthroughacommercialCFDsoftwareFLUENT．The VOFmodelVolumeofFluid)isasurface-trackingtechniqueappliedtOafixedEulerianmesh．Itisdesignedfortwoormoreimmiscible fluidswherethepositionoftheinterfacebetweenthefluidsisofinterest．TheCFDsimulationresultsshowsthatthejetshapeofthenozzle isoscillateinafixedperiod． Keywords：self-oscillatingflownozzle；VOFmodel；multiphaseflow 1引言 2数值计算方法 目前市场上普通的喷嘴喷出来的水柱是直线 2．1控制方程 型的，在一些特殊需求下，需要喷嘴喷射出的水 连续性方程： 柱是上下左右摆动振荡的形状。在普通的喷嘴中 茜(JD)+V’(p)=0 (1) 加入U型和三角形结构，能够使得喷嘴喷射出的 其中P为混合物的密度，对于气液两相流 ， 水呈现振荡的形状。 如果第二相的体积率被跟踪，那么每一个单元中 所谓VOF模型，是一种在固定欧拉网格下的 的密度表示为： 表面跟踪方法。当需要得到一种或多种互不相融 P 2P2+(1一Ol2)p1 (2) 流体间的交界面时，可以采用这种模型。在VOF 模型中，不同的流体组分共用着一套动量方程 ， O／表示第二相的的体积分数 ，P。、P 分别 计算时在全流场的每个计算单元内，都记录下各 是第一相和第二相的密度。 流体组分所 占有的体积率，VOF模型的应用情况 动量方程 ： 包括分层流、自由面流动、灌注、晃动、流体中 券 大气泡的流动、水坝决堤时的水流、喷射流等。 一Vp+V·【(V方+V讣)]+p茸+ ㈤ 本文采用基于有限体积法的VOF模型对喷嘴 喷射进行模拟，揭示喷射水柱的振荡过程，为进 其中：g是重力加速度；F为体积力； 为混 一 步研究内部的细致的流动过程打下基础