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【NFX CFD与流体力学】:从天然气管道组分传输案例——熟悉NFX后处理结果

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midas NFX是集结构、热、流体和优化设计于一体的有限元仿真分析软件,而midas NFX CFD则是其中计算流体动力学求解器高级模块。它采用独特的有限单元法(FEM)进行编程,在midas NFX 程序中搭配结构求解器组成一体化的图形用户界面(GUI),并提供全中文界面。是一款简单易学,易上手,并且实用的 CFD 软件。
01      

天然气管道传输模型

   
           

01 前言

本案例研究往管道一端内通入天然气,多久时间后可以到达下游某个位置。(仅考虑组分传输,不考虑温度变化)

           
           

02 建立模型

管道内径Φ80mm,总长(包括弯头)约3.44474m。采用混合网格(六面体网格为主+四面体网格),单元数量约为16.7万。

           
           
           

03 求解设置

1、甲烷材料:选择CFD材料库里的“METHANE_25`C-1”材料,定义为不可压;

           

2、定义混合物:空气和甲烷的混合物,空气初始质量分数为1;

           

3、扩散率定义为默认的2.82e-005㎡/sec。或者可根据富勒(Fuller)公式进行计算,下面列举了常见的气体扩散系数。

           
           

4、入口:入口组分全部为甲烷,速度为1m/s。

5、出口:采用压力出口,静压为0。如果出口不是大气压,则需输入实际压力。

6、监控点定义:分别选取管道中间和出口处某个节点的组分浓度,查看甲烷何时到达出口,或者定义体积流量和质量流量。

           


02      

丰富的后处理结果

           

01 监控点曲线

可以看到约在3.89s之后甲烷到达出口处            
管道的质量流量为0.0032kg/s(出口和入口一致)            
           

组分浓度云图、切片图

           
           
           

速度矢量图

           
           

流线图

           

流量

某截面处最后时刻的甲烷流量为0.004919m³/s            
           

平均浓度

           
可以查看任意步骤时管道内甲烷成分的平均浓度            
           

自定义输出结果

用户可在分析工况>输出控制>用户自定义结果,定义结果表达式,输出任何想要输出的结果。例如:

           
组分的后缀序号可查看材料序号            
           
管道内空气和甲烷的浓度之和始终为1   


来源:midas机械部落
电子NFX材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-11-16
最近编辑:1年前
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