基于Fluent的波浪对海岸冲击的数值模拟

在Fluent软件的基础上,通过流体体积算法,数值模拟波高为0.2m、周期为1.5s、波长为3.5m的波浪对墙体的冲击过程,重点研究波浪对墙体的冲击力作用和网格尺寸对流场变化的影响。由模拟结果得出:墙体受到的冲击压力在时间历程上具有一定的周期性,但冲击压力的峰值具有一定的随机性;网格尺寸不同会导致自由面重构的不同,从而使流体体积法捕捉到的流场速度和压力不同,网格越精细,捕捉到的冲击压力更精确。     

基于Fluent软件的新型柱塞气举流场的数值模拟

新型柱塞在结构上较常规柱塞有了较大改进,使柱塞在下落时所受到的阻力更小,下落速度更快;但由于柱塞与油管之间存在间隙,举升时仍有部分液体回落及气体窜流。针对这种情况,运用Fluent软件对油管内部柱塞周围流场进行了数值模拟计算,得到了柱塞周围流场的压力及速度分布,并对不同外壁结构的柱塞举升流场进行了计算,对其气窜速度进行了对比分析,对开槽柱塞在不同压差条件下的速度进行了模拟计算,为以后计算柱塞气窜量、液体漏失量及优化柱塞结构提供了理论依据。     

基于Fluent软件的二次开发计算气举阀流量

气举采油作业中,气举阀流量与采油效率、成本紧密相关,是确定采油工艺的关键因素,因此了解其流量特性十分必要。气举阀可伸缩的阀杆总成与阀腔内气体流场的交互作用,使其流量不仅与进出口压力相关,而且与阀杆行程相关,这样的流量求解问题具有流固耦合特性,采用单纯的固体力学方法或流体力学方法均难以求解。通过对Fluent软件开放的用户自定义函数UDF的二次开发,研究出在任意进、出口压力条件下气举阀流量的计算方法。该方法应用于某型号1 in气举阀,得到合理的阀杆行程,重现了气举阀的"流量堵塞"现象,证实了建议方法的有效性。     

基于Fluent软件的水下采油树流场分析

针对水下采油树本体结构开展了其流场、温度场的CAE(计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等)分析。根据该水下采油树本体的结构特点,建立水下采油树本体结构的简化模型,采用雷诺平均方程,即RANS法,详细地介绍了运用CFD软件FLUENT6.3版本进行流场、温度场CAE分析的步骤;结果表明水下采油树本体在两种工况下的压力和速度变化较均匀,只是在变径处或直角弯管处会出现湍流现象,温度变化比较均匀。通过分析确保了水下采油树的安全性和可靠性,具有一定的工程参考价值。     

基于Fluent的锥形节流阀流场数值模拟

针对高压锥形节流阀冲蚀和气蚀失效严重的问题,利用Fluent软件对实际使用中的锥形节流阀内流场分布进行仿真计算,揭示了节流阀冲蚀和气蚀失效的原因,并提出一些减缓失效的方法和使用时的注意事项。分析结果为节流阀的设计和性能优化提供一定的理论依据。     

基于Fluent软件的可控震源重锤油道结构研究

本文利用Fluent软件对KZ28AS、BV-620LF低频震源重锤油道进行对比仿真模拟,得出重锤油道内部速度矢量和压力矢量分布情况。根据仿真结果对比分析了两种可控震源重锤油道结构对液压油流的速度矢量分布及压力损失所起的决定性作用,为重锤的使用与性能优化提供依据。     

基于Fluent软件的携砂液流动规律模拟研究

掌握支撑剂在裂缝中运移影响因素和最终铺砂形态规律,对于压裂方案设计和压裂现场施工非常重要。基于数值模拟计算的理论方法,应用Fluent模拟软件建立了矩形裂缝中携砂液流动分析模型,对不同密度支撑剂在裂缝中的运动轨迹和铺砂规律进行了研究。结果表明,支撑剂沉降速率随其密度的增大而增加,高密度支撑剂在缝口易形成砂桥,使得最终在裂缝中的铺砂分布不均;相同条件下,低密度支撑剂不会在缝口附近形成砂桥,形成的铺砂剖面较为均匀。     

基于Fluent的稠油定向井扶正器流场数值模拟

扶正器是定向井有杆泵抽油系统必要的井下工具。基于计算流体动力学方法建立了定向井内稠油通过扶正器流动的数学模型。稠油在扶正器周围的环空流动过程中,假设计算流场为定常等温流场,利用三维CFD仿真技术,以FLUENT软件为数值模拟平台,采用有限体积法离散上述控制方程组。为减少数值扩散,针对流动控制方程的特点,连续性方程、动量方程、湍动能方程和湍动能耗散方程均采用二阶迎风格式离散计算,选用SIMPLE算法进行压力速度耦合。     

基于Fluent的稠油多相渗流压力场数值模拟

应用SCDM软件建立稠油多相渗流的三维物理模型,用ICEM进行离散化处理,选择描述多相流的Mixture和k-ε模型,用Fluent软件对不同孔隙率、不同边界压力和不同黏滞阻力系数条件下的稠油渗流场压力分布进行数值模拟。数值模拟结果表明,压力边界条件对稠油渗流压力场的分布有重要影响,注入井与生产井之间的压力耦合效应很明显;孔隙率对稠油渗流压力场的影响效果随压力的变化而变化;稠油和蒸汽的黏滞系数对稠油渗流场的分布影响显著;Fluent软件可以处理复杂压力边界条件的稠油渗流问题。     

基于Fluent的径向水平井砾石充填参数数值分析

径向水平井开发过程中砾石充填参数对充填效率的影响不容忽视.为了研究径向水平井砾石充填过程中各因素对充填效率的影响以及如何合理配置参数的问题,基于计算流体动力学对砾石充填工具进行数值模拟分析,并将仿真数值与正交试验结果进行横向对比,评估数值模拟分析结果的准确性.结果表明:砂浆排量越高、携砂液黏度越大的砾石输送的距离远,更...     

三通管二维湍流数值模拟

正确计算出三通管内流体交汇附近的流场、温度场和压力场的分布情况,对于管路的设计具有重要作用.以石化工业中常见的三通管为例,应用计算流体力学技术,研究了三通管管内流体各个流态参数,并对管内流体流动进行了二维模拟.在模拟过程中采用了不同的流体介质和不同的状态参数,得到了相应参数下三通管内流体交汇处的流场、温度场及压力场的分布情况.     

基于Fluent软件的三相流加热炉冲蚀分析及改造

以某炼油厂100万t/a煤焦油加氢装置三相流加热炉为基础,对加热炉急弯弯管壁厚减薄情况进行分析,认为急弯弯管壁厚减薄系三相流介质冲蚀造成.基于Fluent软件,采用欧拉模型中的MIXTURE算法和DPM模型,对三相流加热炉急弯弯管冲蚀速率影响因素进行分析验证.分析验证结果表明,急弯弯管冲蚀速率随三相流流速的增大呈指数性...     

地质体的二维数值剖分

本文通过对５种最基本的地质模型的建立及对角度不整合模式的剖分,详细探讨了对三维地质体进行二维（剖面）数值剖分的算法,建立起地质体和油气储层从建模到量化全过程的工作方法和思路。     

基于Fluent的夹套式热管热交换器的数值模拟

将数值模拟计算方法和Fluent软件相结合,对夹套式热管进行三维数值模拟,研究了热管热交换器在余热回收系统中的特点和作用。根据夹套式热管热交换器结构特点及传热特征,建立了夹套式热管热交换器流动与传热的三维物理模型,采用非结构化网格划分,选用k-ε湍流模型和耦合传热法,研究了夹套式热管热交换器壳程温度场分布。结果显示,夹套式热管内沿工质流动方向温度层次明显,壳程靠近热管的部位温度梯度大。     

成品油管道二维混油理论数值分析研究

针对成品油管道二维混油数值计算中遇到的问题,通过建立二维混油模型,在传统数值计算的基础上,提出一种新的自适应网格模型求解方法;通过对实际管道进行算例分析并与特征线性法的实验结果进行对比,验证模型求解的准确度。研究表明:随着成品油在管道内输送时间的增加,混油段的长度也会不断增加,但混油段长度的增长率却明显下降;在混油段截面上,越靠近管壁位置,混油浓度越大;混油段的浓度并不对称,混油头的长度远远高于混油尾的长度;特征线法与自适应网格法的模拟结果差距不大,但使用特征线法进行计算时,所需要花费的时间较长,所以推荐使用自适应网格法进行管道二维混油数值计算。     

基于Fluent的管道内水合物浆液流动特性数值模拟

利用ANSYS Fluent 14.0对R11水合物浆液在弯曲管道中的流动情况进行了模拟,考察了水合物颗粒密度和颗粒平均粒径对管路压降梯度和水合物颗粒体积分数分布的影响。结果显示,水合物浆液的压降梯度和颗粒平均尺寸均随着水合物密度的增加而增大,但水合物颗粒粒径的增加使得压降梯度降低。此外,增大水合物颗粒密度和平均粒径均促进了水合物向管壁聚集,出现了较大的体积分数分布梯度。水合物颗粒沉积特性表明,对于体积分数为14%的水合物浆液,当流体速率小于0.40 m/s时,水合物颗粒会沉积在管壁上,引起管道堵塞;当流速为0.10 m/s时,水合物颗粒沉积床层厚度可达14 mm,随着流速的增加,床层高度减小。     

大型柱状结构物波浪爬坡的数值波浪水池模拟

基于数值波浪水池技术,模拟单色波和双色波及其绕圆柱体波浪爬坡的现象。波浪采用源项造波法进行模拟。对偏微分方程的离散采用有限体积法(Finite Volume Method,FVM),对于自由液面的捕捉采用较为常用的流体体积法(Volume of Fluid Method,VOF)。将单色波和双色波的数值模拟结果与理论计算值进行比较,结果表明模拟的波浪结果较为精确,可以满足计算需要。波浪爬坡高度的计算结果与MARINTEK水池波浪爬坡模型值以及其他公开发表的数值模拟结果对比,结果表明与其他数值计算方法相比该计算方法更接近于试验结果。     

单根缠绕管绕流的二维数值模拟

在横向流的作用下,LNG绕管式换热器的缠绕管会因漩涡脱落而振动,从而影响换热器的安全运行。为此,通过数值模拟方法对该换热器中单根缠绕管进行绕流分析,借鉴圆柱体绕流方法研究LNG缠绕管在雷诺数、管径和螺旋角的不同参数组合下,压力系数、脉动升力系数、漩涡脱落频率和斯特劳哈尔数的变化规律。研究结果表明,在θ=75°左右表面压力系数最小,在θ=120°~130°时发生边界层分离;随着螺旋角和雷诺数的增大,边界层分离点位置向后移动;随着管径增大,边界层分离点位置向前移动;漩涡脱落频率随雷诺数的增大而升高,随管径的增大而降低,螺旋角对漩涡脱落频率的影响不大;随着雷诺数的增大,斯特劳哈尔数先增大后减小,且最大斯特劳哈尔数为0.185。     

多层二维二相油藏数值模拟并行技术

对胜利油区广泛采用的多层二维二相油藏模拟模型开展了并行化研究,提出并采用按层粗度并行及区域分解并行两种方法实现软件的并行化。模型及实例计算表明,并行化的多层二维二相模型具有较高的并行效率。为解决存储及通讯问题,采用了压缩存储及压缩通讯技术,有效地提高了软件的并行效率。对通讯量,层数,大规模模型应用等因素的分析和大规模油藏模拟的并行化提供了有力的工具;为精细油藏模拟技术的有效推广提供了技术保障。     

基于Fluent的井下流量控制阀流道研究

井下流量控制阀是智能井系统井下流体控制的关键部件。为了提高产量、降低压降、减少局部损失,对流量控制阀结构进行了分析,建立了流量控制阀流动模型,推导出出口流量与流道过流总面积的流量系数C_V。以流量控制阀出口产量3 000 m³/d为设计标准,计算出理论C_V值与数值模拟得到的C_V值非常接近。在设计节流阀套孔口的流道时,对节流阀套流道口的形状、过流面积和位置进行了分析,采用了百分比控制方式进行调产。研究结果表明：所得C_V关系式为确定流道口过流总面积提供了理论依据;且设计的方形流道在径向角度为75°时,百分比控制方式不仅能够有效精确调节产量,还能减少流道口前后的压降;最后开设了圆锥形稳流小孔,有效地解决了流道环空的漩涡,减少了能量损失,使得内部原油流动更加稳定。研究结果可为流量控制阀进一步的优化设计提供依据。