赵婷婷　杨道龙　夏友涛　黄倩倩　马小雷　王云涛　孙志怡　俞烟婷

摘 要：为了获得三种T型管的输送能量耗散和管道冲击情况，本文利用流体计算力学仿真软件，研究了三种T型管模型的空气输送过程，分析了五种流场入口速度下的管内总压分布分布情况，对比仿真结果得出直角T型管道模型的管道冲击和能量耗散较小但支管溢出量较大，而球形T型管模型的支管溢出量较小但是能量耗散较大，圆角T型管模型的管道冲击、能量耗散和支管溢出量介于二者之间，本文仿真结果为流体输送管路系统中的T型管选择提供参考。

关键词：计算流体力学 有限元仿真 T型管 流场仿真

Research on flow field performance of T-tube based on computational fluid dynamics

Zhao Tingting，Yang Daolong，Xia Youtao，Huang Qianqian，Ma Xiaolei，Wang Yuntao，Sun Zhiyi，Yu Yanting

Abstract：In order to obtain the energy dissipation and pipeline impact of three T-tube models， this paper studies the air transportation process of three T-tube models by using computational fluid dynamics simulation software， and analyzes the total pressure distribution in the pipe under five kinds of flow field inlet velocity. Compared with the simulation results， the right angle T-tube model has smaller pipeline impact and energy dissipation， but larger branch pipe overflow， However， the branch overflow of spherical T-tube model is small， but the energy dissipation is large. The impact， energy dissipation and branch overflow of rounded T-tube model are between the two. The simulation results of this paper provide a reference for the selection of T-tube in fluid transmission pipeline system.

Key words：Computational fluid dynamics， Finite element simulation， T-tube， Flow field simulation

1 引言

T型管也稱三通管，是由直管和支管垂直构成，在流体输送管路系统中经常用作管路分配器。T型管在工业和农业使用非常广泛[1]。李东营[2]以T型三通管液压成形加载路径的优化设计为例，针对预测能力不足、预测精度不高等问题，利用交叉验证误差的方法构造出组合近似模型以提高近似模型预测能力及预测精度。李庚旺[3]等人用大涡模拟方法计算湍流穿透工况下管道内流场各物理量的时空演变规律，建立瞬态热流固耦合计算过程，最终得到T型管的疲劳寿命。徐梦娜[4]研究了不同流动工况下管内相分离变化规律，比较了压降预测模型与数值模拟结果的一致性。本文为了适应不同工况衍生出不同类型的T型管，利用流体计算力学仿真软件，仿真研究了三种T型管模型的空气输送过程，分析了五种流场入口速度下的管内稳态静压压力分布、总压压力分布以及管内空气流场迹线分布情况，从而获得三种T型管的输送能量耗散和管道冲击情况。……