离心式喷嘴的CFD仿真

喷嘴的设计于4月初步完成，随后进行CFD软件模拟其流场计算。CFD软件模拟，在流体力学或研究流体运动中，是很常用的手段，其原理为使用经验模型以及函数，模拟流体在限定流场内的流动情况，使用CFD模拟能够大大节省研发时间和资金。如果按照原来的设计思路是直接冷流实验的。如果需要调整流场参数会极其麻烦而且耗时间。

本次实验基于ANSYS Fluent 18.2软件，使用 UG 10.0 进行建模，使用ANSYS Mesh 软件建立网格，网格为四面体非结构性网格。

CFD软件采用模型：

1.使用RNG k-e 湍流模型，开启旋流模型；

2.使用VOF模型（多相流模型，多相流，即为气态和液态 固态和液态 固态和气态 等之间的流动模型），开启流体隐性作用力模型，开启液体表面张力模型并且设置表面张力；

这里说一下什么是湍流模型：湍流模型是指在工程中和研究过程中的大量实验中所得出所总结出的经验模型

工作参数的设定：

1.液氧喷嘴：

考虑到液氧的低温和容易汽化的特性，这里我们简化计算，使用水来进行模拟工况（为什么？是因为要考虑到相变和空化模型，如果这些模型都参考进去了，1.容易浮点溢出，即网格质量不佳，改网格会增加计算机的运算量（这次计算的网格已经有80万左右）；2.由于液氧容易汽化的特点，若模型带错，计算可能与实际情况会有出入，笔者决定液氧喷嘴如果在介质为水的情况下满足设计需求，后逐步进行液氧的冷流实验）

1）流量质量：0.12kg/s 

2）介质：水和空气 

3）压力：1MPa

4）  设计雾化角度：90°