根據DN80渦街流量計實際幾何尺寸及其檢定過程中的實際情況，為保證幾何相似，本文中采用的LBM數值模擬計算域如圖1所示.
本文選取的為典型DN80渦街流量計，漩渦發生體為梯形柱,其渦街漩渦發生體迎流面寬度d為22.48mm,管道直徑D為80mm。由于采用負壓噴嘴實驗裝置進行該流量計檢定,其來流條件為實驗測得的流場速度,為保證氣體流經渦街之后流場有充分的發展,同時為了減少網格計算數量,選取渦街發生體距入口為3.5倍迎流面寬度,距出口為15.5倍的迎流面寬度,圖2顯示的是該流量計二維計算模型示意圖。
前文所述,本文采用LBM方法進行二維渦街流量計的流場仿真計算,格子長度與格子時間選定為1,說明其在笛卡爾網格中最小分辨單元為1,圖1為其相應的LBM計算域模型。取漩渦發生體迎流面寬度d.um為30,即在迎流寬度上有30個分辨格點。根據圖1選取渦街流量計的LBM計算域,令l=D/d,可得計算域20Dx1D,柱心位置為(4D,0.51D),當然這里格子數量均為整數。人口指定速度,出口采用外推邊界處理,上下邊界為無滑移壁面格式。
在MRTHBM模型中，松弛參數sa常取1~2之間的數值,這樣從數學格式上來看滿足超松弛迭代,可起到加速收斂的效果。本文中松弛參數的具體選取為:s0=s3=s5=0,s2=1.54,s4=1.9。對于D2Q9模型來說,需要滿足S7=s8和s4=s6剪切粘性v和體粘性ζ滿足:
式中:U即為自由來流的速度;D為渦街流量計管道直徑;v為運動粘度。 |
