本文采用負(fù)壓噴嘴裝置對選取的DN80渦街流量計進(jìn)行重復(fù)性穩(wěn)定性試驗,該流量計流量范圍為70~700m3/h,參照檢定規(guī)程”選取Qmin、20%Qmax、40%Qmx、Qm四個流量點開展試驗。LBM對DN80渦街流量計檢定流場的數(shù)值仿真計算,其速度根據(jù)試驗中測得的流量點給定,數(shù)值模擬計算得到的渦街流量計流場信息,輸出升阻力變化信息。
通過流場后處理軟件Tecplot對其進(jìn)行分析,可以顯示渦街流量計數(shù)值仿真的流場信息，可以觀測到漩渦的脫落狀態(tài)分布以及流線速度特征，漩渦的脫落導(dǎo)致渦街流量計漩渦發(fā)生體表面的壓力分布和升/阻力系數(shù)的周期變化。圖3給出的是渦街流量計管道流量為640m3/h,Re為50050的流場流線分布及管向速度云圖;圖4給出的是升力系數(shù)在格子時間尺度下的周期變化。渦街流量計儀表的檢定過程中，關(guān)注的主要是儀表系數(shù),其正比于儀表脈沖系數(shù)(或漩渦脫落頻率),反比于儀表流量。于是,本文數(shù)值仿真關(guān)注的主要是渦街流量計的漩渦脫落頻率,該頻率與渦街漩渦發(fā)生體的升力系數(shù)變化周期相關(guān),可以通過對升力系數(shù)變化信息的分析得到漩渦脫落頻率。由于本文是基于LBM的數(shù)值模擬，,仿真結(jié)果也是立足于格子尺度,漩渦脫落頻率要經(jīng)過當(dāng)?shù)馗褡訒r間比例因子1,的變換獲得。利用Matlab傅里葉變換對升力系數(shù)變化周期進(jìn)行頻域變換分析,可以得到渦街流量計漩渦發(fā)生體的漩渦脫落周期,經(jīng)過比例因子l,的轉(zhuǎn)換獲得當(dāng)?shù)劁鰷u脫落周期,進(jìn)而求得當(dāng)?shù)劁鰷u脫落頻率。
表1是本文數(shù)值仿真得到的渦街漩渦脫落頻率與檢定裝置實測數(shù)據(jù)的對比,發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果與實驗
結(jié)果相比誤差絕對值在10%以內(nèi),考慮到本文沒有考慮流場三維效應(yīng)以及笛卡爾網(wǎng)格處理模型邊界分辨率問題,該方法作為基礎(chǔ)方法能夠用于渦街流量計仿真工程應(yīng)用。 |
