摘要(yao):利用計算流體力(lì)學數值計算仿真(zhen)方法，對渦街流量(liang)計 以水爲介質進(jìn)行了仿真分析，得(dé)到一些流場分析(xī)結果。 由🤞渦💛街流量(liàng)計測量原理可知(zhī)，隻要在流量标準(zhǔn)裝🧡置上測得📧儀表(biǎo)系數K,就可以得到(dao)流量。
1仿真數學模(mo)型與邊界條件
1.1仿(pang)真數學模型
　　當介(jie)質爲水時，由雷諾(nuo)數可知，在裝置的(de)整個流量範圍内(nèi)，流量計内部的流(liu)動爲湍流流動。采(cǎi)用K-ε湍流模型，結合(hé)三維不可🔞壓縮黏(nian)性流體的N-S方程，建(jian)立封閉方程🔴組。
　　其(qí)中湍流動能K的輸(shū)運方程和湍流耗(hao)散率ε的輸運😘方🚩程(cheng)分别爲❄️
 
　　其中湍流(liú)運動黏性系數ʋt與(yu)湍流動能産生項(xiang)P分别🚶‍♀️爲
 
　　式中:u一流(liú)體在軸向坐标x的(de)速度;ʋ一流體在徑(jìng)向坐标r下的💜速度(dù)。
　　以上4組方程使用(yòng)CFD仿真軟件進行壓(yā)力-速度耦合，用有(yǒu)限體積法進行離(lí)散處理，壓力采用(yòng)砌體力加權離散(sàn)格式🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，動量、湍動能(néng)與🈲湍動能耗散率(lǜ)均采用二階迎風(feng)離散格式。
1.2仿真物(wu)理模型
　　選擇DN50口徑(jing)的渦街流量計，利(li)用StarCCM軟件建立渦街(jiē)流量計幾何模型(xíng)并劃分網格，渦街(jie)流量計發生體橫(heng)截面網💞格如✌️圖1所(suo)示。
 
　　爲了提高計算(suan)效率,渦街發生體(ti)處重點加密,其他(ta)區域适當稀疏。由(you)圖1可知，渦街發生(sheng)體所處流場網⛷️格(ge)均勻加密。通過加(jia)密畫法，靠近渦街(jiē)發生體的橫截面(miàn)網格較密，遠離渦(wo)街發生❌體而靠近(jìn)管壁的網格較稀(xi)疏。
2.2仿真條件設定(dìng)
　　目前仿真僅選擇(zé)不可壓縮的水爲(wèi)介質，對于不可🌏壓(ya)縮流體水密度以(yi)實驗室測量結果(guo)爲依據。模型選擇(zé)⭐RNGk-ε雙方程湍流模型(xíng)，該模型可以很好(hǎo)地處理高應變率(lü)以及流線彎曲✂️程(cheng)度較大的流體流(liú)動，非常❌适合具有(yǒu)旋渦脫落現象的(de)渦街流場仿真。
2流(liú)場仿真分析
　　影響(xiǎng)渦街流量計旋渦(wō)頻率的是發生體(ti)兩側的流速💋U;和發(fā)生體的結構，由于(yu)發生體結構尺寸(cun)是固定的，因此頻(pín)🌈率隻與U相關，需要(yào)觀測在相同人口(kou)流速🎯U條件下的U變(bian)化來得到頻率的(de)變化。而✍️速度的變(bian)化‼️必然會導緻流(liu)體密度的變化🌈，因(yīn)此可觀測發生體(ti)兩側的密度雲圖(tú)，從而判斷可壓縮(suo)性對渦街流量計(ji)流速U,的影響🌂，通過(guo)仿真得到不可壓(yā)縮流體水的👈靜壓(yā)雲圖(見圖2)、不可壓(yā)縮流體水的速度(dù)雲圖(見圖3)。
 
 
　　爲判斷(duan)是否爲充分發展(zhǎn)流動，特測量Y軸方(fāng)向的力☔(見👅圖4、圖5) 由(yóu)圖4、圖5可知，經過一(yī)段時間後流場處(chu)于穩定狀🌈态。對圖(tu)5中靜壓數值進行(háng)快速傅立葉變換(huàn)，得到3種介質下的(de)旋渦脫🔱離頻率圖(tú)(見圖⛹🏻‍♀️6)。
 
　　通過讀取圖(tu)6不可壓縮流體水(shui)的旋渦脫落頻率(lǜ)圖最高點的頻率(lü)，可得到水旋渦脫(tuo)落頻率爲340Hz。
3結束語(yǔ)
　　利用軟件實現了(le)渦街流量計在不(bú)可壓縮流體水的(de)流場仿真，根據卡(ka)門渦街的産生機(jī)理，仿真出渦街流(liu)量計在不♌可壓縮(suo)流體水下的頻率(lǜ)值，爲下一步進行(hang)☀️空氣、蒸汽計量打(da)下了堅實的⭕基礎(chǔ)。

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