摘要:利(lì)用計算流體(tǐ)力學數值計(ji)算仿真方法(fa)，對渦街流量(liang)計 以水爲介(jie)質進行了仿(pang)真分析，得到(dao)一些流場分(fen)析結果。 由渦(wo)街流量計測(cè)量原理可知(zhi)，隻要在流量(liang)标準裝💯置上(shàng)測得儀表系(xì)數K,就可以得(dé)到流量。
1仿真(zhen)數學模型與(yǔ)邊界條件
1.1仿(páng)真數學模型(xíng)
　　當介質爲水(shuǐ)時，由雷諾數(shù)可知，在裝置(zhì)的整個流量(liàng)💯範圍内，流量(liàng)計内部的流(liu)動爲湍流流(liu)動。采用K-ε湍流(liu)🏃🏻模型㊙️，結合三(san)維不可壓縮(suo)黏性流體的(de)N-S方程，建立封(feng)閉方程組。
　　其(qí)中湍流動能(néng)K的輸運方程(chéng)和湍流耗散(san)率ε的輸運方(fang)程分别爲
 
　　其(qi)中湍流運動(dòng)黏性系數ʋt與(yu)湍流動能産(chan)生項P分别爲(wèi)
 
　　式中:u一流體(ti)在軸向坐标(biāo)x的速度;ʋ一流(liú)體在徑向坐(zuò)标r下的速度(du)。
　　以上4組方程(chéng)使用CFD仿真軟(ruǎn)件進行壓力(lì)-速度耦合，用(yong)有限體積法(fǎ)進行離散處(chu)理，壓力采用(yòng)砌體力加權(quan)離散格式，動(dòng)量、湍動能與(yǔ)湍動能耗散(san)率均采用二(èr)階迎風離散(san)格式。
1.2仿真物(wù)理模型
　　選擇(zé)DN50口徑的渦街(jie)流量計，利用(yong)StarCCM軟件建立渦(wo)街流量計🔱幾(ji)何模型并劃(huà)分網格，渦街(jiē)流量計發生(shēng)體橫截面網(wǎng)格如圖1所示(shi)。
 
　　爲(wèi)了提高計算(suan)效率,渦街發(fa)生體處重點(dian)加密,其他區(qu)域适當稀疏(shu)。由圖1可知，渦(wo)街發生體所(suo)處流場網格(gé)均勻加❌密。通(tong)過加密畫法(fa)，靠近渦街發(fa)生體的橫截(jié)面網格較密(mì)，遠離渦街發(fa)生體而靠近(jin)管壁的網格(gé)較稀疏。
2.2仿真(zhen)條件設定
　　目(mù)前仿真僅選(xuǎn)擇不可壓縮(suō)的水爲介質(zhì)，對于不可✍️壓(ya)縮流體水密(mì)度以實驗室(shì)測量結果爲(wei)依據。模型選(xuan)擇RNGk-ε雙方程湍(tuan)流模❌型，該模(mó)型可以很好(hao)地處理高應(yīng)變率以及流(liu)線彎曲🌍程度(dù)較🔴大的流體(tǐ)流動，非常适(shi)合具有旋渦(wō)脫落📐現象的(de)渦街流場仿(pang)真。
2流場仿真(zhēn)分析
　　影響渦(wo)街流量計旋(xuan)渦頻率的是(shi)發生體兩側(cè)的流速U;和發(fa)生🐇體💋的結構(gou)，由于發生體(ti)結構尺寸是(shi)固定的，因此(ci)頻率隻與U相(xiàng)關，需要觀測(ce)在相同人口(kǒu)流速U條件下(xià)的U變化來得(de)到頻率的👅變(bian)化。而速度的(de)變化❌必然會(hui)導緻流體密(mì)度的變化，因(yīn)此可觀測發(fa)生體兩側的(de)密度雲圖，從(cong)而判斷可壓(ya)縮性對渦街(jie)流量計流速(sù)U,的影響，通過(guo)仿真得到不(bu)可壓縮流體(tǐ)♍水的靜壓雲(yún)圖💰(見圖2)、不可(ke)壓縮♈流體水(shui)的速度雲圖(tú)(見圖3)。
 
 
　　爲判斷(duàn)是否爲充分(fèn)發展流動，特(tè)測量Y軸方向(xiang)的力(見✔️圖4、圖(tú)5) 由🤩圖4、圖5可知(zhī)，經過一段時(shi)間後流場處(chù)于穩定狀态(tài)。對♊圖5中靜壓(ya)數值進行快(kuài)速傅立葉變(bian)換，得到3種介(jie)質下的旋渦(wō)脫💛離頻率圖(tú)(見圖6)。
 
　　通過讀(du)取圖6不可壓(ya)縮流體水的(de)旋渦脫落頻(pin)率圖最高點(dian)的頻率，可得(dé)到水旋渦脫(tuo)落頻率爲340Hz。
3結(jie)束語
　　利用軟(ruǎn)件實現了渦(wo)街流量計在(zài)不可壓縮流(liu)體水的流場(chǎng)仿☀️真，根據卡(kǎ)門渦街的産(chǎn)生機理，仿真(zhēn)出渦街流量(liang)計在不可壓(yā)縮流📞體水下(xià)的頻率值，爲(wèi)下一步進行(háng)空氣、蒸汽計(jì)量打下了☎️堅(jiān)實的基礎。

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