齿形迷宫流道结构滴头的设计方法
发布时间：2021-09-04 03:50
滴头是滴灌系统的核心部件,在我国滴头自主研发设计水平落后的背景下,本文主要进行了适宜齿形迷宫流道结构滴头的模型选取、滴头各参数与水力性能的关系、齿形迷宫流道结构滴头的设计三部分研究,提出了一种符合大、中、小三种滴头流量的设计方案。首先,运用计算流体力学CFD软件,对三种不同结构的齿形迷宫流道滴头进行数值模拟,具体需要对Fluent所提供的各种湍流模型、网格划分类型及大小、控制精度进行选择与比较,对模拟值与实测值得偏差大小进行对比,选取最接近实测值的模型方案。同时,在水力性能试验中进一步验证了上述数值模拟方案在滴头模拟研究中的可行性;根据滴头水力性能的试验结果,探究了单因素结构参数与组合结构参数对滴头水力性能的影响,分别从流量、流量系数、流态指数三方面进行了分析,并建立了相应的多元线性回归方程。最终,依据第二部分的显著性分析结果以及线性方程建立了滴头设计的合理流程。主要结论如下:（1）Fluent软件中不同的湍流模型适宜不同的流体研究工况,为了较为精准地模拟出齿形迷宫流道结构的出口流量、流量系数、流态指数三方面的水力性能参数,将3种滴头在不同湍流模型、不同网格划分类型及大小、控制精度下进...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
湍流模型选取试验-滴头内部结构
划分形式（仇亚萍等 2007）。在 ANSYS 的前处理器 Workbench 的 Mesh 中对齿形迷宫流道滴头进行流道网格单划分，本试验分别采用自动网格划分(Automatic)、六面体主导网格划分(Hex Dominant）、面体网格划分(Tetrahedrons)、多区法网格划分(MultiZone)；滴头 1 选用自动网格划Automatic)、六面体主导网格划分(Hex Dominant)、四面体网格划分（Tetrahedrons)、多法网格划分(MultiZone)；滴头 2 选用自动网格划分、六面体主导的网格划分；滴头 3用自动网格划分、多区法网格划分。本试验以 AutoCAD 2007 和 ANSYS15.0 相结合的方法建立了齿形迷宫流道结构滴的 CFD 数值模型；应用 AutoCAD 绘制几何图形，创建 ASCI 形式的文件.sat 并导入NSYS 15.0 中，下一步在 Mesh 模块中对滴头的齿形迷宫流道进行建模以及网格划分；步选定网格大小为 0.2mm，收敛精度控制为 0.001，在进一步的试验中在相同模型选和网格类型的情况下，考虑到计算机的运行速率及计算精度，补充对照网格大小为.1mm，0.3mm，收敛精度控制为 0.01，0.0001。收敛判据为所有变量的残差绝对值小所控制的收敛精度。网格模型划分情况大致如图 3-1 所示。
图 3-2 滴头 3D 建模Fig. 3-2 3D modeling of a dripper默认为边壁 Wall（壁面条件）。滴头流道结构尺寸很际流动中广泛应用壁面函数方法，其具有计算量小和因此，本文采用了标准壁面函数方法对滴头的流道以外的其他边界均按壁面处理。Solution Methods 湍动能项、特定的耗散率项等各项设置为默认的一SIMPLE 算法处理；湍流模型的亚松弛因子设置为默 Fluent 软件中进行计算求解,具体的计算步骤为对流模型，4 种网格划分方法组合对表 1 中 3 种滴头模80kPa、100kPa 和 120kPa 时的流道流场，共 600 种先选择 3 种不同流道结构滴头，10 种模型，在 4 种网分析了不同湍流模型在滴头水力性能计算方面的适
本文编号：3382503
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
湍流模型选取试验-滴头内部结构
划分形式（仇亚萍等 2007）。在 ANSYS 的前处理器 Workbench 的 Mesh 中对齿形迷宫流道滴头进行流道网格单划分，本试验分别采用自动网格划分(Automatic)、六面体主导网格划分(Hex Dominant）、面体网格划分(Tetrahedrons)、多区法网格划分(MultiZone)；滴头 1 选用自动网格划Automatic)、六面体主导网格划分(Hex Dominant)、四面体网格划分（Tetrahedrons)、多法网格划分(MultiZone)；滴头 2 选用自动网格划分、六面体主导的网格划分；滴头 3用自动网格划分、多区法网格划分。本试验以 AutoCAD 2007 和 ANSYS15.0 相结合的方法建立了齿形迷宫流道结构滴的 CFD 数值模型；应用 AutoCAD 绘制几何图形，创建 ASCI 形式的文件.sat 并导入NSYS 15.0 中，下一步在 Mesh 模块中对滴头的齿形迷宫流道进行建模以及网格划分；步选定网格大小为 0.2mm，收敛精度控制为 0.001，在进一步的试验中在相同模型选和网格类型的情况下，考虑到计算机的运行速率及计算精度，补充对照网格大小为.1mm，0.3mm，收敛精度控制为 0.01，0.0001。收敛判据为所有变量的残差绝对值小所控制的收敛精度。网格模型划分情况大致如图 3-1 所示。
图 3-2 滴头 3D 建模Fig. 3-2 3D modeling of a dripper默认为边壁 Wall（壁面条件）。滴头流道结构尺寸很际流动中广泛应用壁面函数方法，其具有计算量小和因此，本文采用了标准壁面函数方法对滴头的流道以外的其他边界均按壁面处理。Solution Methods 湍动能项、特定的耗散率项等各项设置为默认的一SIMPLE 算法处理；湍流模型的亚松弛因子设置为默 Fluent 软件中进行计算求解,具体的计算步骤为对流模型，4 种网格划分方法组合对表 1 中 3 种滴头模80kPa、100kPa 和 120kPa 时的流道流场，共 600 种先选择 3 种不同流道结构滴头，10 种模型，在 4 种网分析了不同湍流模型在滴头水力性能计算方面的适
本文编号：3382503
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