谈谈结构对称与流场对称
通常大家在数值计算工作中有这样一个操作，为了减少计算量，根据对称性，只取一半结构进行计算。这种方法要慎重考虑与实际情况的一致性，这个对称一定是流场的对称，而非仅仅结构的对称。比如以下的结构，从结构上看，红色框内是对称的。但是流场未必是对称的，这取决于上游流体变向后到达下游分支处的距离L，假设距离L足够大，足以使得流场恢复充分发展，那么流场也是对称的，否则就不对称，这一点一定要注意。本案例，我们对此做个简单的演示。 我们分别针对L较短和L足够长（比如管道水力直径的30倍以上，该值需要通过试验或者模拟确度）两种情况进行计算，总入口采用速度入口，速度值8m/s，两个支管出口均为压力出口，表压为0Pa。其余设置从略，采用FLUENT默认即可。 L较短时的速度分布和流量分配情况如下，可以看到，速度分布的对称性较差，流量分配也偏差5.88%。 L足够长时的速度分布和流量分配情况如下，可以看到，速度分布的对称性非常好，流量分配的偏差也减小至0.835%。 上述的对称性在理论上和实际工程应用需要一个取舍和平衡，假设红框部分是一个设备，自身的结构对称性需要设计好，通常情况下其流场对称性受上游接管影响较大。但是很多情况下，没法为了满足流场对称性而使得上游接管很长，因此对称性的偏差需要有一个工程上的可接受值。另外，因为对称性偏差的源头发生在接管位置，除了延长上游接管，还可在接管上做一些特殊的设计来实现均流。 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：2023-07-05
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