基于上游漸擴管安裝條件的內錐流量計性能預測
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圖2 內錐流量計三維模型及網(wǎng)格剖分（局部）
2.2 湍流模型與邊界條件
對比目前常見(jiàn)的湍流模型，標準k-ε模型在科學(xué)研究及工程領(lǐng)域獲得了最廣泛的檢驗與成功應用，但當應用于強旋流、彎曲壁面流動(dòng)或彎曲流線(xiàn)流動(dòng)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一定的失真。楊勝等在對汽車(chē)外部流場(chǎng)仿真研究中，比較了spalart-Allmaras-方程模型、標準k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型和RsM模型的預測結果后，認為RNG k-ε模型的預測性能要強于其余的4種模型。因此研究中采用RNG k-ε模型計算流場(chǎng)，利用有限體積法實(shí)現控制方程的離散化，采用sIMPLE算法進(jìn)行求解。根據GAN等的研究，在仿真時(shí)，除壓力項采用二階迎風(fēng)格式外，其余都利用了QuiCk格式進(jìn)行離散。亞松弛因子采用FLUENT軟件的默認值，實(shí)踐證明其收斂效果比較好，殘差收斂精度設為10-5。計算時(shí)選取5個(gè)流速點(diǎn)，方向取入口面的法線(xiàn)方向。其中100MM口徑內錐流量計仿真湍流參數如表2所示。
表2 100MM口徑內錐流量計仿真湍流參數 
（1）湍動(dòng)能k求解
湍流強度依據經(jīng)驗公式進(jìn)行計算
（2）湍流耗散率ε的求解
2.3 計算結果
流出系數C是內錐流量計的關(guān)鍵參數之一，對于不可壓縮流體，流出系數C定義為內錐流量計中實(shí)際流量與理論流量的比值。根據能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律，可以推導出C的計算公式為
通過(guò)點(diǎn)表面積分法，對數值仿真計算結果進(jìn)行后處理，計算錐體上下游的壓力差，并根據公式（4）計算出流出系數。圖3即為3種β值在上游漸擴管安裝條件下流出系數與雷諾數的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖3 C-Re曲線(xiàn)
2.4 壓力場(chǎng)分析
以β＝0.45，入口流速υ＝0.2M/s為例，提取錐體上游和下游局部壓力場(chǎng)云圖，分析上游不同直管段長(cháng)度對上、下游壓差的影響。壓力場(chǎng)云圖如圖4～6所示。
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