根据DN80涡街流量计实际几何尺寸及其检定过程中的实际情况，为保证几何相似，本文中采用的LBM数值模拟计算域如图1所示.
本文选取的为典型DN80涡街流量计，漩涡发生体为梯形柱,其涡街漩涡发生体迎流面宽度d为22.48mm,管道直径D为80mm。由于采用负压喷嘴实验装置进行该流量计检定,其来流条件为实验测得的流场速度,为保证气体流经涡街之后流场有充分的发展,同时为了减少网格计算数量,选取涡街发生体距入口为3.5倍迎流面宽度,距出口为15.5倍的迎流面宽度,图2显示的是该流量计二维计算模型示意图。
前文所述,本文采用LBM方法进行二维涡街流量计的流场仿真计算,格子长度与格子时间选定为1,说明其在笛卡尔网格中最小分辨单元为1,图1为其相应的LBM计算域模型。取漩涡发生体迎流面宽度d.um为30,即在迎流宽度上有30个分辨格点。根据图1选取涡街流量计的LBM计算域,令l=D/d,可得计算域20Dx1D,柱心位置为(4D,0.51D),当然这里格子数量均为整数。人口指定速度,出口采用外推边界处理,上下边界为无滑移壁面格式。
在MRTHBM模型中，松弛参数sa常取1~2之间的数值,这样从数学格式上来看满足超松弛迭代,可起到加速收敛的效果。本文中松弛参数的具体选取为:s0=s3=s5=0,s2=1.54,s4=1.9。对于D2Q9模型来说,需要满足S7=s8和s4=s6剪切粘性v和体粘性ζ满足:
式中:U即为自由来流的速度;D为涡街流量计管道直径;v为运动粘度。 |
