基于剪切稀化模型的三通减阻数值模拟

为了研究添加表面活性剂在供热管道局部构件处的减阻效果，选取三通构件模型，利用计算流体力学软件模拟管内不同雷诺数下纯水和CTAC/NaSal溶液的流动。通过网格无关性、对比减阻规律验证了Carreau-Bird模型的可靠性，着重分析了减阻率、流速分布和湍动能的变化，并采用Ω准则和Q准则分析三通涡结构变化。结果表明：三通中添加CTAC溶液，减阻效果小于直管，但在较小雷诺数下就达到减阻率最大值；添加CTAC溶液改变了三通内流速分布，会使管内低速流动区域减小，而高速流动区域增大，出口段湍流流动层流化；降低了壁面附近的涡量，但增加了涡旋中心区的涡量。