热烈祝贺2019届本科生杨晨顺利通过毕业设计答辩
发布时间：2019-06-11
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- 2019-06-11
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- 热烈祝贺2019届本科生杨晨顺利通过毕业设计答辩
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- 毕业设计题目： 摇摆条件下的T型通道混合传热数值模拟。杨晨本文以海上浮动式油气平台、浮动式核电站及船舶等海上设施及动力装置内部的管路流动混合情况为研究背景，针对其内部管路易受到海洋摇摆条件而引起的入口速度脉动现象，开展了以具有特殊性和代表性的 T 型通道为主要研究对象的冷热流体混合特性研究。为研究此类问题，本文针对单相水为流动介质的 T 型通道进行建模，采用 ICEM 软件进行结构性网格划分，了解和比较 FLUENT17.0 软件提供的湍流模型，对稳态条件进行模拟，并与相关实验验证，最终选择 Realizable k- 湍流模型模型。自主编写入口速度脉动视作正弦入口的自定义函数程序，将其嵌入 FLUENT17.0 软件中实现摇摆条件下入口速度脉动的条件，设定不同入口速度波动幅度、不同周期及不同流型的算例，从而完成此条件下冷热流体混合的数值模拟。最后，将相关模拟数据导入后处理软件进行数据和图像分析，发现与稳态条件相比，入口速度脉动条件下，原本流量较小的支管冷流开始对主管热流产生影响。同时出现了极为明显的混合区域，且在不同时间节点，混合区域长度不一。特别的，最长的混合区域出现在 t=T/4 时刻，最短的混合区域则出现在 t=3T/4 时刻，并且在 t=3T/4 时刻，支管对应主管下壁面处出现了回流。与此同时，定义了时均无量纲温度和均方根无量纲温度，得到 Z/D=0 监测线处温度波动最为强烈，极易发生热疲劳现象。此外，通过更改算例参数进行模拟，发现入口速度脉动幅值的减小和周期的增长会导致温度波动情况的缓解。同样，通过对比不同流型，发现偏转射流较之于冲击射流，其混合区域长度有所减短，且主要分布于主管中心轴，几乎不会对主管壁面产生温度波动的影响。