51、管道阻力特性提取与机翼振动分析

管道阻力特性提取与机翼振动分析

管道阻力特性研究

在流体力学领域，不同形状管道的阻力特性研究至关重要。通过对不同形状管道的模拟分析，我们可以深入了解管道尺寸、形状与阻力之间的关系。
1. 模拟方法
- 首先使用Mesh软件对3D模型进行网格划分，然后采用有限体积法进行求解。
- 压力和速度方程通过PRESTO！方法进行耦合。
- 直管的入口条件设置为恒定速度的速度入口，出口条件设置为压力出口，出口压力设为大气压力。
- 壁面边界在近壁区域使用标准壁面函数法，并采用无滑移条件进行计算。
2. 结果分析
- 出口速度与入口速度关系 ：在四种不同尺寸系列的管道中，出口速度随入口速度的增加而增加。然而，出口速度随管径的增大呈现先增加后减小的过程，这可能是由于管内流体增多导致摩擦阻力增加的影响。不同形状的管道系列具有不同的特性，五角形管道对管径增大的变化更为敏感，四边形管道系列最为稳定，六边形管道的稳定性次之。这表明不同形状的管道存在一个阻力最小的最佳尺寸，且该尺寸与管道形状有关。
- 多边形管道特性 ：正偶数多边形的出口速度受管径的影响小于正奇数多边形，且管道角度与阻力之间似乎没有直接关系。
- 速度分布分析 ：从图中可以明显看出，内圆的速度分布由于壁面的影响发生了不同程度的变形，这必然阻碍了流体的流动。通过将非圆形管道与圆形管道的速度分布相减，可以得到更直观的分布。在四边形管道中，中间区域的速度分布与圆形管道一致，但方形管道的水力直径大于圆形管道，这