陈 曦 魏玺斌 李姗姗

(大连民族大学土木工程学院 大连 116650)

1 引言

惯性管是脉冲管制冷机应用最为广泛的调相方式,对其调相能力的准确预测具有重要的应用价值。惯性管依靠贴近壁面流体的剪切力提供惯性作用进行调相,对于惯性管的数值模拟,贴近壁面的流动仿真是影响其仿真精度的重中之重[1]。相比常用的惯性管一维计算模型,Fluent 软件能够通过多维计算更加精确的描述惯性管内部湍流及边界层效应的影响,有望得到更加真实、准确的计算结果;同时Fluent 软件能够可视化气体流动状态,为惯性管与气库连接件等合理设计提供依据[2],因此开展Fluent 软件惯性管模拟工作具有重要的研究意义。已有研究多集中于Fluent 软件模拟惯性管时模型的选择方法、某尺寸惯性管调相能力模拟值与实验值的比较以及惯性管内部气体流态变化等[3-7]。本文旨在提供兼顾准确性与计算时间的惯性管模拟方法,并通过大范围改变惯性管结构尺寸及运行参数,系统比较模拟值与实验值的差异,综合评价Fluent 软件模拟准确度,为Fluent软件用于惯性管工程设计提供修正依据。

2 网格划分及边界条件

计算的惯性管尺寸:内径分别为2.4、2.8及3.9mm,管长在1.2—4.8m之间,气库体积410cm3。对惯性管及气库进行二维轴对称建模,如图1 所示。

图1 惯性管及气库二维轴对称建模示意图Fig.1 Schematic diagram of 2-D axisymmetric model of inertance tube and reservoir

基于Gambit 软件绘制四边形结构化网格。网格划分需重点考虑:(1)边界层效应。惯性管为细长管,一般内径为几毫米,长度为几米。……