圆形螺旋管流动和传热特性研究

1、圆形螺旋管流动和传热特性研究圆形螺旋管流动和传热特性研究毕业设计论文姓名：111111 学号：000000000 学院：能源与动力工程学院 专 业：热能与动力工程题目：圆形螺旋管流动和传热特性研究指导教师：2012年6月摘要摘要螺旋管在热力、化工、石油及 核工业等领域得到了广泛应用，螺旋管换热器也具有结构简 单、传热系数高等优点。它的传热系数比直管高，在相同空间里可得到更大的传热 面积，布置更长的管道，减少了焊缝，提高了安全性。尽管螺旋管的流体阻力增大，压降增大，但是其传热效率的提高导致能量的节约要高于因阻力增大而消耗的能量。因此，螺旋管在许多行业得到普遍应用而倍受青睐。在工程应用中，由于工艺

2、要求，往往需将流体加热至规定 的温度范围，传热是其中的基本单元操作，所以有必要对螺 旋管的传热与流动特性进行研究。从理论知识我们知道由于向心力的作用，流体从管中心部 分由螺旋管内侧流向外侧壁面，因而造成了螺旋管内侧的低压区。在压差作用下，流体从外侧沿着圆管的上部和下部壁面流 回内侧。这种流动是与管的轴向垂直的，也就是与流体的主体流动 相垂直，称为二次流。流体的这种二次流与轴向主流复合成螺旋式的前进运动。这样，对于流体的传热传质，不仅可依靠流体的径向扩散， 还有径向二次流的作用，相当于边界层进行了破坏，增强了 流体传质。本文采用数值模拟的方法对圆形螺旋管的截面管进行分 析，在应用FLUENT软件

3、，对圆形螺旋管道内流体紊流流动 状态下的流场进行数值模拟，分析圆形螺旋管内流场及影响 因素，包括速度的分布、温度以及二次流对流场的影响。本文首先概述了圆形螺旋管的应用背景及分析意义，对 GAMBIT及FLUENT进行了简单的介绍，而后进行了分析。通过在 GAMBIT中建模以及划分网格定义边界条件，在 FLUENT中设定初始条件进行数值模拟，进一步分析在紊流条件下流体在圆形螺旋管中换热的影响因素。通过数值模拟得由了结论，入口雷诺数对圆形螺旋管的整 个流场影响较大，管道内流体压降与流体流速大小成正比。速度越大圆形螺旋管中流体压降越大。由此，我们可以增大管道雷诺数从而达到改善流场流动的 目的。同时，

4、流体入口速度的大小又影响整个管子中流体的二次 流的流型。因此，选择合理的入口速度，可以使流体在流场中达到优 化配置。关键词：圆形螺旋管；数值模拟；紊流；传热与流动-III-Abstract Title The Research of Circular Spiral Pipe Flow and Heat Transfer Characteristics. Abstract Helical pipes in the field of thermal, chemical, oil and nuclear industry have been widely used. The helical heat

5、 exchanger also has a simple structure, the heat transfer coefficient higher merit. The heat transfer coefficient is better than straight, which enjoys greater heat transfer area in the same space, arranged a longer pipeline, reducing the weld and improve security. Although the fluid resistance of t

6、he coil and the pressure drop increase, the heat transfer efficiency of energy saving is higher than the energy consumed by the resistance increases. Therefore, helical pipes have been widely used in many industries. In engineering applications, due to process requirements, often takes the fluid hea

7、ted to the specified temperature range and heat transfer is the basic unit of operation. So it is necessary to study the helical heat transfer and flow characteristics. From theoretical knowledge, we know that the role of the centripetal force, which the fluid from the tube central part of the insid

8、e by the helical flow to the outer wall, resulting in a spiral the inside area of low pressure. Under differential pressure, the fluid flows back to the inside along the upper and lower wall of the tube from the outside. This flow which is vertical to the axial of the tube is perpendicular to the ma

9、in flow with the fluid, known as secondary flow. This secondary flow of the fluid is axial mainstream into a spiral forward motion. Thus, the fluid heat and mass transfer, can not only rely on the radial diffusion of the fluid, as well as the radial secondary flow, which is equivalent to the boundar

10、y layer is destroyed, and enhance the fluid mass transfer. In this paper, the numerical simulation method to analyze the cross-section of the circular spiral tube in the application of FLUENT software to simulate the flow field in the fluid turbulent flow state within the circular spiral pipe to ana

11、lyze the flow field within the circular spiral and impact factors, including the velocity distribution, temperature, flow field and the secondary flow. The paper outlines the application background and analysis of the significance of the helical pipe of GAMBIT and FLUENT with a brief introduction, a

12、nd we analyzed them. Divided by GAMBIT modeling and grid definition of boundary conditions and FLUENT in setting theinitial conditions for numerical simulation, further analysis of the fluid in the turbulent conditions in a helical pipe heat transfer factor. Conclusion obtained by numerical simulati

13、on the entrance Reynolds number throughout the flow field in a helical pipe, pressure drop and fluid flow size is proportional to the fluid inside the tubes. The fluid pressure drop the greater the speed the greater the circular spiral. As a result, we can increase the pipe Reynolds number to achiev

14、e the purpose of improving the flow field. At the same time, the size of the fluid inlet velocity affects the flow pattern of the fluid in the secondary flow in the entire pipe. Therefore, the choice of reasonable inlet velocity, can achieve the optimal allocation of the fluid in the flow field. Key

15、words: Helical Pipe; Numerical Simulation; Turbulence; Heat Transfer and Flow 目 录目 录摘要 I AbstractII第1章 绪论1 1.1课题的背景与意义1 1.1.1圆形螺旋管技术研究现状1 1.1.2课题提由的意义1 1.2对于螺旋管传热特性的研究现状1 1.2.1螺旋管的管内外传热特性的研究1 1.2.2螺旋管强化换热与阻力特性的研究2 1.2.3螺旋管内湍流对流换热影响因素的的研究2 1.3本课题主要研究的问题2第2章 GAMBIT 与FLUENT软件的介绍4 2.1 GAMBIT 软件简介 4 2.2

16、FLUENT 程序介绍 4 2.2.1 FLUENT 的基本作用 4 2.2.2 FLUENT 可求解的问题 5 2.3 FLUENT 中数学模型的方程5 2.3.1流体的物性5 2.3.2迭代格式的选择 及精度6 2.3.3控制方程6 2.3.4湍流模型6 2.4数值求解方法 的选择8 2.4.1有限差分法8 2.4.2有限容积法8 2.4.3有限 元法8 2.4.4有限分析法9第3章 物理模型的建立10 3.1提 由假设10 3.2模型的参数10 3.3 .在GAMBIT中建立模型的 过程10 3.4.网格的划分11 3.5.边界条件的定义123.6. FLUENT的求解过程12第4章 数

17、值模拟与结果分析 15 4.1圆形截面螺旋管数值模拟分析15 4.1.1迭代残差曲线15 4.1.2速度等值线18 4.1.3温度分布云图 22 4.1.4速度二 次流矢量图25 4.2螺旋管的摩擦阻力系数f28 4.3螺旋管的努系尔得数Nu29结论31致谢32参考文献33第1章绪论 第1章绪论1.1课题的背景与意义1.1.1圆形螺旋管技术研究现状 螺旋管管内流体流型的研究：对单相流来说，管内流体的流型主要有层流和紊流；对多相 流而言，管内的流型有多种划分，依据相的不同而不同。由于流型的确定并没有严格的定义，只是定义层流状态表 现为液体质点的摩擦和变形，而紊流状态表现为液体质点的 互相撞击和渗

18、混，因此对流型的判别也产生了不同的方法。对直管内单相流的流型判别准则有雷诺数法、稳定性参数 法、整体稳定性参数法等。但工程上直管内单相流流态判别普遍使用的是临界雷诺 数法则，习惯上取=2000作为判别标准即认为2000是紊流。螺旋管内流体摩擦阻力与压降特性研究：流体在管内流动时，由于实际流体具有粘性，必然会产生阻 力。按工程流体力学的分类，阻力分沿程阻力和局部阻力两大 类。当流体在螺旋管内流动时，由于受到离心力的作用，会使 流体在垂直主流方向沿管截面产生二次流，从而使其摩擦阻 力比直管内要大得多。关于圆管内水力摩阻系数的计算现已有比较完善的经验 公式。1.1.2课题提由的意义 在能源、动力、化

19、工和石油等领 域里螺旋管都得到了重要的应用，例如螺旋式换热器的到了 广泛的应用已成为一种十分重要的换热设备。与直管式的换热器相比，螺旋管式蒸气发生器和换热器有 一系列的优点：首先，螺旋管是一种传热强化管，其传热性能优于直管；其 次，螺旋管这种结构布置紧凑，在单位空间里具有更大的换 热能力，有利于一体化布置；止匕外，螺旋管热膨胀自由，提 高了设备的安全性和可靠性；而另一方面，螺旋管结构复杂,制造难度大。在核反应堆中，蒸气发生器是一、二次回路交界面，安全 性要求极高，这就要求对螺旋管式蒸气发生器的传热和流动 特性有充分的认识，以确保这种换热器的安全运行。所以在此种情况下，对螺旋管传热特性的研究的提

20、生也是 极具意义的。由于两相流动与传热的复杂性对螺旋管内的两相的研究 还不多。总的来说，国外已开展了较广泛的研究特别是以水-空气为工质的冷态试验和以水一蒸气为工质的中、低压试验研究。1.2 对于螺旋管传热特性的研究现状1.2.1螺旋管的管内外传热特性的研究流体在螺旋管内流动时，由于向心力的作用，流体从管中心部分由螺旋管内侧流向外侧壁面，因 而造成了螺旋管内侧的低压区。在压差作用下，流体从外侧沿着圆管的上部和下部壁面流回内侧。这种流动是与管的轴向垂直的，也就是与流体的主体流动 相垂直，称为 Dean二次流。流体的这种二次流与轴向主流复合成螺旋式的前进运动。这样，对于流体的传热传质，不仅可依靠流体

21、的径向扩散， 还有径向二次流的作用，相当于边界层进行了破坏，增强了 流体传质。同直管相比，螺旋管在单相和汽液双相换热中，均有更佳 的传热特性，并具有空间利用率高、可自由膨胀及重心低等优点。因此，是一种具有良好应用前景的高效换热管圈。螺旋管管外传热研究主要是螺旋管外膜状换热特性的实 验研究；有空气存在时水平螺旋管外膜状凝结换热的实验研 究；螺旋管外膜状冷凝换热特性的实验研究；水平螺旋管外 V型槽强化冷凝传热的理论研究以及原油输运加热炉辐射室 内螺旋管表面热强度理论研究等诸方面的内容。1.2.2螺旋管强化换热与阻力特性的研究 大量的研究结 果显示，螺旋管内二次流对层流换热的强化效果比较显著， 与直

22、管相比，具层流换热强化比高达2到4倍，而湍流换热强化比仅有1.1到1.3。依据应用对象的不同，螺旋管内换热过程既可以是单相 的，也可以是两相的（沸腾或凝结）。对于螺旋管内的沸腾传热，研究结果表明，螺旋管的传热 系数仅较直管增加了 5%到15%。较小的管内侧换热系数往往成为制约螺旋管换热器整体 换热性能的薄弱环节，所以对螺旋管内单相和两相对流换热 的强化研究十分必要 1.2.3螺旋管内湍流对流换热影响因素 的的研究 在实际运行中，螺旋管换热设备大都免不了加热 和冷却。在加热或冷却情况下，由于浮力作用产生的自然对流必然 会改变螺旋管内的流动结构，进而改变流体的换热性能。对螺旋管内有浮力影响的层流混

23、合对流换热进行理论分析和实验研究的 Yao.Berger、Sillekens等他们都各自得到了 层流时离心力和浮力相互影响的分区图。其中，Sillekens的分析中引入了一个无因次准则数Gr /Dn (1+ Pr)来度量浮力驱动的二次流与离心力引起的二次 流之间的相对关系，并且对螺旋管内的层流混合对流换热进 行了数值分析和实验研究，然而对螺旋管内湍流混合对流换 热的研究报道极少。1.3 本课题主要研究的问题目前，国内外大量的学者在从事着强化传热方面的技术研究，但是针对螺旋管研并不多 见而且多数情况局限于实验研究。鉴于螺旋管优越的结构特性，高效的换热性，因此很有必 要对不同结构螺旋管的各种性能进

24、行深入研究，尤其宜采用 数值模拟和物理实验相结合的方法。由于螺旋管结构的特殊性，给螺旋管数值模拟的建模带来一定困难。但随着商业软件的不断更新，螺旋管数值试验研究与物理 实验研究相结合的方法必成为今后螺旋管性能研究的重要 方法。本课题就是通过对 Fluent和Gambit等软件的使用方法的 掌握，进行数值模拟，得到螺旋圆管的流动特性和传热特性 与数变化关系。-35 -第2章GAMBIT 与FLUENT软件的介绍 第2章 GAMBIT 与 FLUENT 软件的介绍 2.1 GAMBIT 软件简介 GAMBIT软件是面向CFD的专业前处理器软件，它包含全 面的几何建模能力，既可以在GAMBIT内直接

25、建立点、线、 面、体几何，也可以从主流的 CAD/CAE系统如PRO/E、UGII、 IDEAS、CATIA、SOLIDWORKS、ANSYS、PATRAN 导入 几何和网格，GAMBIT强大的布尔运算能力为建立复杂的几 何模型提供的极大的方便。GAMBIT 具有灵活方便的几何修正功能，当从接口中导 入几何时会自动的合并重合的点、线、面； GAMBIT在保证 原始几何精度的基础上通过虚拟几何自动的缝合小缝隙，这 样既可以保证几何精度，又可以满足网格划分的需要。GAMBIT 功能强大的网格划分工具，可以划分由包含边 界层等CFD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT 中专有的网格划分算法可以保证在

26、较为复杂的 几何区域可以直接划分由高质量的六面体网格。GAMBIT中的TGRID方法可以在极其复杂的几何区域中 可以划分由与相邻区域网格连续的完全非结构化的网格，GAMBIT网格划分方法的选择完全是智能化的，当你选择一个几何区域后 GAMBIT 会自动选择最合适的网格划分算法 使网格划分过程变的极为容易。GAMBIT 可以生成 FLUENT5、FLUENT4.5、FIDAP、POLYFLOW、NEKTON、ANSYS等求解器所需要的网格。2.2 FLUENT 程序介绍 2.2.1 FLUENT 的基本作用 FLUENT是用C语言写的，因此具有很大的灵活性与能力。因此，动态内存分配，高效数据结构

27、，灵活的解控制都是 可能的。除此之外，为了高效的执行，交互的控制，以及灵活的适应各种机器与操作系统，FLUENT使用client/server结构，因此它允许同时在用户桌面工作站和强有力的服务器上分 离地运行程序。FLUENT是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传 导的计算机程序。它提供了完全的网格灵活性，你可以使用非结构网格，例 如二维三角形或四边形网格、三维四面体/六面体/金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。甚至可以用混合型非结构网格。它允许你根据解的具体情况对网格进行修改（细化/粗化）。在FLUENT中，解的计算与显示可以通过交互界面，菜单界面来完成。用户界面是通过 Scheme语言

28、及LISP dialect写成的。高级用户可以通过写菜单宏及菜单函数自定义及优化界 面。一旦网格被读入 FLUENT ,剩下的任务就是使用解算器进行计算了。其中包括，边界条件的设定，流体物性的设定，解的执行， 网格的优化，结果的查看与后处理。2.2.2 FLUENT可求解的问题 FLUENT 可以求解计算二 维和三维问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。FLUENT软件的应用范围非常广泛，主要范围如下：（1）用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场，它所使用的非结构网格主要有三角形 /五边形、四边形/五边形，或者混 合网格，其中混合网格有棱柱形和金字塔形（一致网格和悬 桂节点网格都可以）（2）

29、不可压或可压流动 （3）定常状态或者 过渡分析（4）无粘，层流和湍流 （5）牛顿流或者非牛顿流 （6） 对流热传导，包括自然对流和强迫对流（7）耦合热传导和对流（8）辐射热传导模型（9）惯性（静止）坐标系非惯性（旋转） 坐标系模型（10）多重运动参考框架，包括滑动网格界面和 rotor/stator interaction modeling 的混合界面 （11）化学组分混 合和反应，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型（12）热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源（13）粒子，液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算，包括了和连续相的耦合 （14）多孔流动（15） 一维风扇/热交换模型（16）两相

30、流，包括气 穴现象（17）复杂外形的自由表面流动2.3 FLUENT中数学模型的方程2.3.1流体的物性 本文采用的是工质是水，假设为不可压缩、常物性稳态流动，密度为 998.2 kg/m,比热4183J/( kg k), 导 热系数 0.599w/( m k), 粘度 0.001003kg/( m s)s操作条件为标准大气压同时作如下假设：(1)忽略重力的影响；(2)所有界面和接触表面不变形，液 -固接触面为无滑移边界；(3)沿流体流动的主流方向流体的导热忽略不计；(4)流体通过管后无质量增量，管内无其它 源项。2.3.2迭代格式的选择及精度由于SIMPLEC算法在一定程度上缩小了由于忽略对

31、流-扩散项的影响所带来的误差，且 其收敛特性和健壮性远优于 SIMPLE和SIMPLER , SIMPLEC 的计算时间较少，所以用 SIMPLEC算法处理压力与速度耦 合问题。为了克服由于对流项采用中心差分而引起的困难，早在 20世纪50年代，就提生了迎风差分。迎风差分又称为上风差分，它充分考虑了流动方向对导数 的差分计算式及界面上函数的取值方法的影响。二阶迎风格式要明显优于一阶迎风格式，因为一阶迎风格 式的截差阶数低，除非采用相当细密的网格，其计算结果的 误差较大，动量方程和能量方程用Second Order Upwind格式。为保证计算结果的更接近于真实结果，本文采用的计算 的迭代精度：

32、能量方程为 1E-06,动量方程、连续性方程及其它方程为 1E-03。2.3.3控制方程 管内流体的流动和热量传递满足连续性 方程、动量方程以及能量方程等控制方程。连续性方程：(2-1)动量方程：(2-2) (2-3)能量方程：(2-4) 2.3.4湍流模型 湍流流动是工程技术领域与自然界中 常见的流动现象，流体作湍流流动时的对流换热也是工程传 热过程中最常见的一种热交换方式。湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。在湍流中流体中的各种物理参数，如速度、压力、温度等 都随时间与空间发生随机的变化。本文主要采用了标准的 k- £湍流模型进行了计算。下面给由标准的k-

33、63;湍流模型的控制方程形式：标准的k-£方程：(2-5) (2-6)其中：(C以=0.09) (2-7)为平均速度梯度所引起的湍动能k的产生项，由式计算：(2-8)为浮力所引起的湍动能 k的产生项，对于不可压流体，二0。对于可压流体，有：(2-9)其中，为重力加速度在第i方向的分量，B为热膨胀系数，即：(2-10)代表可压湍流中脉动扩张的贡献，对于不可压流体，二0。对于可压流体，为：(2-11)其中，为湍动能 mach数，；是声速，。在标准k-£模型中，模型常数、的取值：二1.44, =1.92,二0.09,=1.0, =1.3 依据上述分析，当流动 为不可压，且不考虑用

34、于自定义的源项时，二0,二0,二0,二0, 此时，标准k- £模型变为：(2-12) (2-13) (2-14) 2.4数值求解方法的选择数值计算的方法越来越广泛地得到应用于大量具有工程实际意义的流 动与换热问题。数值传热学是指针对流动与换热问题，通过计算机将其控 制方程采用数值方法进行求解的学科，它的中心思想是： 用一系列节点上的值的集来代替原来在空间与时间坐标中 连续的物理量的场，并且基于一定的原则建立离散方程，求 解离散方程以获得近似值。在过去的几十年内已经发展生了多种数值解法，在传热计 算中应用最广泛的是有限差分法、有限元法、有限分析法和 有限容积法。其不同之处在于区域的离散

35、方式、方程的离散方式及代数 方程求解的方法上。2.4.1 有限差分法 这是最早采用的数值求解方法，针对 简单几何形状中的流动与换热问题较容易实施。其基本思路是：对于规则求解区域，生成与坐标轴平等的一系列网格线的交 点所组成简单的结构化网格，并且用相应的差分表达式来代 替每个节点上的控制方程中的每一个导数，求解在每个节点 上形成的代数方程，就可以获得所需的数值解。但是，有限差分法对复杂区域的适应性较差，离散方程的 守恒特性难以保证。2.4.2 有限容积法 有限容积法又称为控制体积法。其特点是：将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并且保证每个 网格点周围都有一个控制体积；将流动与传热问题的守恒

36、型 控制方程在控制容积上作积分，使得由一组离散方程。优点是导由的离散方程可以保证具有守恒性，对区域形状 的适应性也有限差分法要好，是目前应用最普遍的一种数值 方法。2.4.3 有限元法 有限元法的中心思想是把计算区域划分 为有限个互不重叠的元体，每个元体上取数个点作为节点， 然后通过对控制方程作积分来得由离散方程。有限元法在积之前需要将控制方程乘上一个权函数，要求 在整个计算区域上控制方程余量的加权平均值等于零，从而 得到一组关于节点上的被求变量的代数方程组。其优点是对不规则几何区域的适应性好，但计算的工作量 一般较有限容积法大，而且在求解流动与换热问题时，对流 项的离散处理方法及不可压流体原

37、始变量法求解方面没有 有限容积法成熟。2.4.4 有限分析法 在有限分析法中每一节点与其相邻的 四个网格组成一个计算单元。逐一求解区域内的每一个节点建立离散方程，要完成对整 个计算区域的离散方程的建立，需要对计算区域边界上不是 第一类条件的每一个节点补充一个方程。有限分析法最大的优点是：它可以克服在高雷诺数下有限差分法以及有限容积法的数值解容易发散或振荡的缺点。但是计算工作量大，对计算区域几何形状的适应性也比较差。针对上述数值计算方法的分析，为保证计算结果与真实结 果相似性，考虑到数值方法的收敛性、 适应性以及计算时间， 本文选用有限容积法进行数值模拟计算。第3章 物理模型的建立 第3章 物理

38、模型的建立 3.1提由假设 因为问题的复杂性，为了简化模型，提由了以下假设:（1）忽略流体重力作用（2）流体在管内的流动为稳态流动，且流体为不可压缩粘性流体（3）不考虑螺旋管的壁厚（4）流体的密度，粘度等参数不随温度和时间变化而变化（5）所有界面和接触表面不变形，液-固接触面为无滑移边界（6）沿流体流动的主流方向流体的导热忽略不计（7）流体通过管后无质量增量，管内无其它源项。3.2模型的参数已知条件：螺旋半径=10cm ,管子截面半径r=2.5cm,螺距H=5cm ,圈 数4圈。采用水作流体介质，忽略壁厚。雷诺数 =p v/ 以(3-1)其中=2.5mm p =998.2 kg/m以=0.00

39、1003 Pa SI = p v/以w 200»流动状态为层流；当=p v/以200体流动状态为紊流;本文中把数据代入公式,所以经过计算得: 当vW0.08038m/s时为层流；反之为紊流。将水分别以 0.4m/s、0.6m/s、0.8 m/s、1.0 m/s、1.2 m/s、1.4 m/s的速度通过该圆形螺旋管截面，对其流场进行数值模 拟和计算。3.3在GAMBIT中建立模型的过程（1）绘制半径为2.5cm的圆，螺旋管的旋转直径为10cm。（2）以圆的圆心开始绘制螺旋线，Y轴为旋转轴，螺距为H=5cm ,点击确定。(3)选择Sweep Faces选项，使已经绘制由来的圆面沿着 第二

40、步画由来的螺旋线垂直扫面，点击确定。(4)对已经生成的体进行复制，这里我们进行复制的份数 为4。(5)把这旋转而来的5个体进行合并，合并成为一个体。这样，我们得到的图形为下图：图3-1圆形截面螺旋管模型3.4网格的划分(1)先对两个面进行网格的划分，具体操作如下：首先是对两个底面上的四条边进行网格的划分。mesh face面板中的黄色显示部分选中四条半径， ratio=0.8(点的分布离圆心越近越疏 )。选中剩下的四条半径，同上操作，画好网格。然后，将底面上的圆周划分为80份。再然后，对底面上共八个扇形进行网格划分。我们打开生成面网格的面板Mesh>Face,打开十个按钮中第一行第四个按

41、钮 set face vertex type,在face中选择1/4圆 面的那个体的扇形端面，在 Type中选择Trielement,然后在 Vertices中选择次面上那个圆心点，点击Apply。然后便可以对次面生成面网格，会发现在选中这个面的时 候，网格类型自动选择为 elements为Quad/Tri ,Type为wedge primitive ,选择合适的尺寸。便可以生成从圆心辐射向外的面网格。分别对八个扇形面进行划分，全部完成后，如图：图3-2螺旋管入口的面网格划分(2)将所有的体合并为一个。其中 merge volumes 是右击选中的。黄色显示部分选择所有的体，点击apply o

42、(3)对合并完的体进行网格划分。其中的interval size要改成0.2,单击apply,这样就成功 画好了网格。3.5 边界条件的定义网格划分完成后，那么接下来就是定义初始边界条件。(1)管子的入口，我们定义为inlet o由于我们分析的是流体在圆形截面螺旋管内流动的流场，所以我们设置入口条件为速度，为 velocity_inlet。(2)管子的由口，我们定义为outlet。由口定义为压力流，我们需要流体流动的所有环节都充分的表现由来，故我们在由口处设置条件为pressure_out。(3)螺旋管的壁面，由于本设计不考虑换热，且已忽略壁厚，只设置条件为壁面 wall。(4)输由文件。.m

43、shoFile/export/mesh 点击 accept。网格输由并且保存文件，文件类型为3.6 FLUENT的求解过程(1)选择合适的求解器：2D、3D、2DDP、3DDP由于在 GAMBIT 中建立的是三维的 螺旋管，所以这里选择 3D空间三维立体计算求解器。(2)读入网格 这步中其实就是读取保存过的.msh文件。可直接在FLUENT中选择File/Read/Case命令，然后在弹 由的File对话框中选中所要导入的文件，FLUENT在导入过程中会报告网格的相关信息，如节点数、不同类型的单元数 等。在FLUENT中，选择 File/Read/Case命令，在弹曲的对话 框中读入.msh文件。(3)检查网格点击Grid/Check ,要特别注意信息的反馈窗 口内不能有任何错误警告，特别是注意负体积或