棉流纺纱系统的结构优化—棉流镇定管流场的数值模拟

摘要

本文对一种新型流场扩散器进行数值模拟，并对其结构进行优化。基于流体力学的连续方程、动量方程及K-ε湍流模式，利用计算流体力学软件FLLJENT，得到了计算模型内部的流场分布规律，并通过对计算结果的分析，改进了这种新模型的某些结构参数。 首先，对国内外在异性纤维清除的研究状况作了简要的介绍，从而阐明了本课题的研究意义，并提出了本课题所要做的主要工作。 其次，对等直圆管进行了模拟计算，并将计算结果与理论分析解进行了比较，结论表明，我们得到的模拟计算结果和理论数据基本吻合，从而验证了我们所运用的计算方法是正确的。在此基础上，对原有的工作平台模型进行了数值试验，发现其内部流场分布规律还不够理想，有待进一步改进，这为本文的主要工作提供了现实依据。 然后，对目前广泛应用的计算流体力学软件FLLJENT作了较为详细的介绍，并指出应用中所需注意的问题。 随后，重点对这种新型流场扩散器模型进行了数值模拟，旨在从理论上支持该模型设计的合理性，并得出了在不同工况(不同入口速度)下其出口段的速度分布规律。 最后，对原模型的部分尺寸进行改进，并重新进行数值模拟，得到了更为稳定的速度分布流场，从而实现了对该模型的结构优化。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1本论文研究的意义

1.2国内外该领域的现状

1.3本论文要解决的问题

2计算流体力学的理论和方法

2.1基本控制微分方程

2.2湍流基本理论

2.2.1雷诺时间平均

2.2.2湍流模型的探索

2.2.3壁面函数法

2.3模拟计算方法

2.3.1有限差分法（FDM）

2.3.2有限元法（FEM）

2.3.3有限容积法（FVM）

2.4离散格式:

2.5离散方程组的求解方法

2.6 SIMPLE算法

3计算软件FLUENT简介

3.1 FLUENT软件的功能模块

3.2 Fluent软件应用范围

3.3计算流体力学分析步骤

3.4求解精度与计算格式

3.5 Fluent软件中的模拟算法

3.6网格生成技术

4模型计算

4.1对等直圆管模型进行计算分析

4.1.1几何建模与网格划分

4.1.2 Fluent中的条件设置

4.1.3计算结果及分析

4.2对原有的圆变扁管模型进行计算分析

4.3结论

5结构优化

5.1新型模型的分析计算

5.1.1新型流场均匀扩散器模拟计算结果

5.1.2结果分析

5.2结构优化

5.2.1第一种改进方案（模型1）

5.2.2第二种改进方案（模型2）

5.3结论

6结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢