基于上游漸擴管安裝條件的內(nèi)錐流量計性能預測
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圖2 內(nèi)錐流量計三維模型及網(wǎng)格剖分（局部）
2.2 湍流模型與邊界條件
對比目前常見的湍流模型，標準k-ε模型在科學研究及工程領(lǐng)域獲得了最廣泛的檢驗與成功應(yīng)用，但當應(yīng)用于強旋流、彎曲壁面流動或彎曲流線流動時，會產(chǎn)生一定的失真。楊勝等在對汽車外部流場仿真研究中，比較了spalart-Allmaras-方程模型、標準k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型和RsM模型的預測結(jié)果后，認為RNG k-ε模型的預測性能要強于其余的4種模型。因此研究中采用RNG k-ε模型計算流場，利用有限體積法實現(xiàn)控制方程的離散化，采用sIMPLE算法進行求解。根據(jù)GAN等的研究，在仿真時，除壓力項采用二階迎風格式外，其余都利用了QuiCk格式進行離散。亞松弛因子采用FLUENT軟件的默認值，實踐證明其收斂效果比較好，殘差收斂精度設(shè)為10-5。計算時選取5個流速點，方向取入口面的法線方向。其中100MM口徑內(nèi)錐流量計仿真湍流參數(shù)如表2所示。
表2 100MM口徑內(nèi)錐流量計仿真湍流參數(shù) 
（1）湍動能k求解
湍流強度依據(jù)經(jīng)驗公式進行計算
（2）湍流耗散率ε的求解
2.3 計算結(jié)果
流出系數(shù)C是內(nèi)錐流量計的關(guān)鍵參數(shù)之一，對于不可壓縮流體，流出系數(shù)C定義為內(nèi)錐流量計中實際流量與理論流量的比值。根據(jù)能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律，可以推導出C的計算公式為
通過點表面積分法，對數(shù)值仿真計算結(jié)果進行后處理，計算錐體上下游的壓力差，并根據(jù)公式（4）計算出流出系數(shù)。圖3即為3種β值在上游漸擴管安裝條件下流出系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線。
圖3 C-Re曲線
2.4 壓力場分析
以β＝0.45，入口流速υ＝0.2M/s為例，提取錐體上游和下游局部壓力場云圖，分析上游不同直管段長度對上、下游壓差的影響。壓力場云圖如圖4～6所示。
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