龚敏浩，林名润，刘贝，翟玮昊，杜明俊

基于CFD的直喷喷嘴瓶体冲洗效果研究

龚敏浩，林名润，刘贝，翟玮昊，杜明俊

（上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245）

在葡萄酒瓶冲洗过程中，多种因素影响着瓶体的冲洗效果。为了量化不同因素对冲洗效果的影响程度，研究采用控制变量法进行CFD仿真分析。研究发现，喷口气压对瓶体冲洗效果影响最大。通过优化输气管道，并增加冲洗气流流量，可实现瓶体冲洗效率的提升。

计算流体力学；葡萄酒瓶；冲洗；喷嘴

1 引言

新生产的葡萄酒瓶内部需进行冲洗，瓶体内部的冲洗效果和其表面的壁面切应力有直接关系[1]。通过获取壁面切应力数值，瓶体冲洗效率可用数值体现。计算流体力学Computational Fluid Dynamic（CFD）在工程领域被广泛应用于计算壁面切应力数值[2]。研究应用CFD对不同冲洗变量 下的葡萄酒瓶进行仿真，分析不同因素对于冲洗效果的影响 比重。

2 计算域和边界条件

波尔多瓶是常见的葡萄酒瓶类型。冲洗过程中，瓶口朝下放置，喷嘴与输气管道相连为一体，喷嘴从喷口插入至瓶体内部。瓶体与直喷喷嘴的仿真模型网格剖面如图1所示，模型设置一个入口边界层（喷嘴）和一个出口边界层（瓶口）。直喷喷嘴被简化为一根与瓶体同轴的直管。

图1 波尔多瓶仿真模型网格剖面图

根据不同仿真区域对于网格质量需求不同，选择相应的网格类型和尺寸。对于瓶底和瓶壁边界层这些流场较为复杂的区域，其网格应更为密集，设置最大网格尺寸为1 mm。……