根據(jù)DN80渦街流量計(jì)實(shí)際幾何尺寸及其檢定過(guò)程中的實(shí)際情況，為保證幾何相似，本文中采用的LBM數(shù)值模擬計(jì)算域如圖1所示.
本文選取的為典型DN80渦街流量計(jì)，漩渦發(fā)生體為梯形柱,其渦街漩渦發(fā)生體迎流面寬度d為22.48mm,管道直徑D為80mm。由于采用負(fù)壓噴嘴實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行該流量計(jì)檢定,其來(lái)流條件為實(shí)驗(yàn)測(cè)得的流場(chǎng)速度,為保證氣體流經(jīng)渦街之后流場(chǎng)有充分的發(fā)展,同時(shí)為了減少網(wǎng)格計(jì)算數(shù)量,選取渦街發(fā)生體距入口為3.5倍迎流面寬度,距出口為15.5倍的迎流面寬度,圖2顯示的是該流量計(jì)二維計(jì)算模型示意圖。
前文所述,本文采用LBM方法進(jìn)行二維渦街流量計(jì)的流場(chǎng)仿真計(jì)算,格子長(zhǎng)度與格子時(shí)間選定為1,說(shuō)明其在笛卡爾網(wǎng)格中最小分辨單元為1,圖1為其相應(yīng)的LBM計(jì)算域模型。取漩渦發(fā)生體迎流面寬度d.um為30,即在迎流寬度上有30個(gè)分辨格點(diǎn)。根據(jù)圖1選取渦街流量計(jì)的LBM計(jì)算域,令l=D/d,可得計(jì)算域20Dx1D,柱心位置為(4D,0.51D),當(dāng)然這里格子數(shù)量均為整數(shù)。人口指定速度,出口采用外推邊界處理,上下邊界為無(wú)滑移壁面格式。
在MRTHBM模型中，松弛參數(shù)sa常取1~2之間的數(shù)值,這樣從數(shù)學(xué)格式上來(lái)看滿足超松弛迭代,可起到加速收斂的效果。本文中松弛參數(shù)的具體選取為:s0=s3=s5=0,s2=1.54,s4=1.9。對(duì)于D2Q9模型來(lái)說(shuō),需要滿足S7=s8和s4=s6剪切粘性v和體粘性ζ滿足:
式中:U即為自由來(lái)流的速度;D為渦街流量計(jì)管道直徑;v為運(yùn)動(dòng)粘度。 |
