学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

赫—巴流体环空流动的CFD模拟

作　者: 朱云伟
导　师: 王常斌
学　校: 东北石油大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 赫—巴流体偏心环空数值模拟 FLUENT
分类号: TQ021.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 58次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

通过对偏心环空流场中流体的流动问题进行的大量调研,和对赫—巴流体流变模式的了解;文章中介绍了非牛顿流体的分类以及赫—巴流体的定义,还阐述了偏心环空流场的研究状况及发展趋势。还对计算流体力学的基本知识、FLUENT计算流体力学软件做了详细的介绍,阐述了的FLUENT软件的结构、软件的特性、软件的优点及求解问题的过程;通过前处理软件GAMBIT在三维坐标系下建立了同心环空和偏心环空流场的物理模型,并对牛顿流体在同心环空流场中的层流流动、紊流流动,以及赫—巴流体同心环空层流流动、紊流流动进行了数值模拟,利用Origin、Photoshop等软件对数值计算得到的数据和图片进行了处理,得到了牛顿流体、赫—巴流体在同心环空中的流动速度分布规律,对同心环空中两种流体的层流流动进行了对比,还对同心环空中赫—巴流体层流中的流性指数、动切力对等速核的影响做了总结。文中对牛顿流体和赫—巴流体偏心环空流场进行了数值模拟,分析得到了不同偏心度、入口流速下的牛顿流体偏心环空流场中的流速、压力分布规律,给出了偏心度和入口流速对牛顿流体偏心环空流场的影响。本文还对赫—巴流体偏心环空流场进行了数值模拟,将计算结果用Origin、Photoshop等软件进行后处理,以曲线的形式给出了偏心度、入口流速、稠度系数、流性指数、动切力等参数对偏心环空流场中速度和压力的分布规律的影响,使数值计算的结果更加直观。通过本文的计算分析,能够用数值模拟的方法对牛顿流体、赫—巴流体在环空流场中的流动规律进行分析,对以后在钻井工程以及其他领域中遇到此类问题的研究具有现实意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
创新点摘要  6-10
前言  10-13
第一章概述  13-23
  1.1 非牛顿流体概念  13
  1.2 非牛顿流体的分类及流变特性  13-18
    1.2.1 非牛顿流体分类  13-15
    1.2.2 非牛顿流体的流变特性  15-18
  1.3 赫—巴模型简介  18-19
    1.3.1 赫—巴流体定义  18
    1.3.2 赫—巴流体本构方程  18-19
  1.4 偏心环空研究的发展  19-23
    1.4.1 偏心环空简介  19-20
    1.4.2 偏心环空研究的发展  20-21
    1.4.3 研究方法  21-22
    1.4.4 环空流动研究的发展  22-23
第二章 FLUENT 及计算流体力学简介  23-36
  2.1 计算流体力学概念与应用  23-25
    2.1.1 计算流体力学概念  23
    2.1.2 计算流体力学的基本思想  23-24
    2.1.3 计算流体力学的应用  24-25
  2.2 计算流体力学的特点  25-26
  2.3 计算流体力学研究的基本过程及优缺点  26-30
    2.3.1 计算流体力学的研究过程  26-30
    2.3.2 计算流体力学的优缺点  30
  2.4 FLUENT 简介  30-36
    2.4.1 FLUENT 软件的结构  30-32
    2.4.2 FLUENT 的网格特性及基本功能  32-33
    2.4.3 FLUENT 软件的特点  33-34
    2.4.4 FLUENT 的优点  34
    2.4.5 FLUENT 求解问题的过程  34-36
第三章同心环空流动的数值计算  36-49
  3.1 同心环空的物理模型  36-37
  3.2 数学模型  37-39
    3.2.1 动量方程  37
    3.2.2 赫—巴流体本构方程  37-38
    3.2.3 速度分布的求解  38-39
  3.3 赫—巴流体同心环空流场的数值计算  39-43
    3.3.1 初始条件  39-40
    3.3.2 赫—巴流体同心环空层流的数值计算  40-42
    3.3.3 赫—巴流体同心环空紊流的数值计算  42-43
  3.4 牛顿流体同心环空流场数值计算  43-45
    3.4.1 初始条件  43
    3.4.2 牛顿流体同心环空层流数值计算  43-44
    3.4.3 牛顿流体同心环空紊流数值计算  44-45
  3.5 结果的分析与对比  45-49
    3.5.1 同心环空层流比较  45-46
    3.5.2 同心环空紊流与层流比较  46-47
    3.5.3 流性指数对速度的影响  47-48
    3.5.4 动切力对速度的影响  48-49
第四章偏心环空流场的数值计算  49-65
  4.1 牛顿流体偏心环空流动数值计算  49-51
    4.1.1 控制方程  49-50
    4.1.2 边界条件  50-51
  4.2 物理模型  51
    4.2.1 初始条件  51
    4.2.2 模型的建立  51
  4.3 网格划分  51-52
  4.4 牛顿流体偏心环空流场特性  52-58
    4.4.1 速度分布  52-55
    4.4.2 偏心度对速度分布的影响  55-56
    4.4.3 偏心度对压力分布的影响  56
    4.4.4 流速对速度分布的影响  56-57
    4.4.5 流速对压力分布的影响  57-58
  4.5 赫—巴流体偏心环空流场数值计算  58-65
    4.5.1 速度分布  58-59
    4.5.2 偏心度对流场特性的影响  59-60
    4.5.3 流速对流场特性的影响  60-61
    4.5.4 稠度系数对速度分布的影响  61-62
    4.5.5 流性指数对速度分布的影响  62-63
    4.5.6 动切力对速度分布的影响  63-65
结论  65-66
参考文献  66-69
发表文章目录  69-70
致谢  70-71
大摘要  71-77

赫—巴流体环空流动的CFD模拟

内容摘要

全文目录

相似论文