1 引言
   隨著計算機技術、數值計算技術的發展，現代模擬仿真技術計算流體力學（computational　fluid　dynamics，CFD）也隨之而生。它是對純理論和純實驗方法很好的促進和補充。CFD作(zuo)為(wei)一(yi)門(men)新(xin)興(xing)學(xue)科(ke)
，它(ta)力(li)求(qiu)通(tong)過(guo)數(shu)值(zhi)實(shi)驗(yan)替(ti)代(dai)實(shi)物(wu)實(shi)驗(yan)
，采(cai)用(yong)虛(xu)擬(ni)流(liu)場(chang)來(lai)模(mo)擬(ni)真(zhen)實(shi)流(liu)場(chang)內(nei)部(bu)的(de)流(liu)體(ti)流(liu)動(dong)情(qing)況(kuang)，從(cong)而(er)使(shi)得(de)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)更(geng)加(jia)方(fang)便(bian)，研(yan)究(jiu)場(chang)景(jing)更(geng)加(jia)豐(feng)富(fu)可(ke)編(bian)程(cheng)。
FLUENT軟ruan件jian提ti供gong了le多duo種zhong基ji於yu非fei結jie構gou化hua網wang格ge的de複fu雜za物wu理li模mo型xing
，並bing針zhen對dui不bu同tong物wu理li問wen題ti的de流liu動dong特te點dian創chuang建jian出chu不bu同tong的de數shu值zhi解jie法fa。用yong戶hu可ke根gen據ju實shi際ji需xu求qiu自zi由you選xuan擇ze，以yi便bian在zai計ji算suan速su度du、穩定性和精度等方麵達到最佳，提高設計效率。
  關於渦街流量計的發生體數值模擬研究，主要集中在渦街發生體形狀和尺寸上。Yamasaki指出發生體的形狀與幾何參數和渦街流量計的流量特性（儀表係數
、線性度、重複性
、測量範圍）與阻力特性存在相當大的關聯關係。S.C.Luo等(deng)人(ren)研(yan)究(jiu)旋(xuan)渦(wo)發(fa)生(sheng)體(ti)尾(wei)緣(yuan)形(xing)狀(zhuang)以(yi)及(ji)迎(ying)流(liu)角(jiao)度(du)對(dui)渦(wo)街(jie)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)，在(zai)風(feng)洞(dong)和(he)水(shui)槽(cao)實(shi)驗(yan)中(zhong)，得(de)出(chu)在(zai)全(quan)長(chang)相(xiang)等(deng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，旋(xuan)渦(wo)強(qiang)度(du)隨(sui)尾(wei)緣(yuan)夾(jia)角(jiao)的(de)增(zeng)大(da)而(er)減(jian)小(xiao)。彭(peng)傑(jie)綱(gang)等(deng)人(ren)在(zai)50mm口徑管道氣流量實驗中，通過對不同尾緣夾角角度的旋渦發生體進行實驗研究，得出旋渦發生體尾緣的夾角為41.8°時具有很好的線性度。賈雲飛等人通過對二維渦街流場中的壓力場進行數值仿真研究，得出T形發生體產生的旋渦信號的強度要優於三角柱發生體。
    渦wo街jie流liu量liang計ji利li用yong流liu體ti振zhen動dong原yuan理li進jin行xing流liu量liang測ce量liang。選xuan取qu了le應ying力li式shi渦wo街jie流liu量liang計ji進jin行xing研yan究jiu。它ta通tong過guo壓ya電dian檢jian測ce元yuan件jian獲huo取qu電dian壓ya頻pin率lv，再zai根gen據ju流liu體ti流liu量liang與yu渦wo街jie頻pin率lv成cheng正zheng比bi得de出chu被bei測ce流liu量liang。在zai過guo去qu的de渦wo街jie流liu量liang計ji研yan究jiu中zhong
，一yi直zhi將jiang研yan究jiu重zhong點dian放fang在zai真zhen實shi流liu場chang實shi驗yan中zhong
，但dan這zhe需xu要yao重zhong複fu更geng換huan口kou徑jing、調節流量，大大降低了工作效率。為解決此問題
，采用三維渦街流場數值分析的方法對內部流場的變化進行研究。
    通過FLUENT軟件對三維渦街流場進行數值仿真
，並將不同流速下的升、阻力係數進行比較
，驗證數值仿真可行性。並通過改變管截麵與截流麵之間的夾角，在低、中、高速流速下，進行取壓，最終得出隨著夾角的不同，信號強度不同。夾角在1°～7°範圍，對信號強度的衰減影響不大，超過7°以後對信號強度影響變大，並隨著流速的增加，趨勢越來越強。
2 升、阻力係數
    xuanwotuoluoshi
，liutishijiageizhutiyigechuizhiyuzhuliudezhouqixingjiaobianzuoyongli，chengweishengli。youyuzhutiliangcejiaotideshifangxuanwoshi，gangshifangwanwoliudeyicezhumian，raoliugaishan，cemianzongyalijiangdi
；將要釋放渦流的另一側柱麵，擾流較差，側麵總壓力較大

，從而形成一個作用在三角柱上、方fang向xiang總zong是shi指zhi向xiang剛gang釋shi放fang完wan渦wo流liu那na一yi側ce的de作zuo用yong力li，所suo以yi升sheng力li的de交jiao變bian頻pin率lv和he旋xuan渦wo的de脫tuo落luo頻pin率lv一yi致zhi，升sheng力li的de變bian化hua規gui律lv和he旋xuan渦wo的de變bian化hua規gui律lv一yi致zhi，因yin而er通tong過guo監jian視shi柱zhu麵mian上shang的de升sheng力li變bian化hua規gui律lv，可ke以yi反fan映ying旋xuan渦wo脫tuo落luo規gui律lv。
    阻(zu)力(li)係(xi)數(shu)反(fan)映(ying)的(de)是(shi)柱(zhu)體(ti)迎(ying)流(liu)方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)

，每(mei)當(dang)柱(zhu)體(ti)兩(liang)側(ce)不(bu)管(guan)哪(na)一(yi)邊(bian)的(de)釋(shi)放(fang)旋(xuan)渦(wo)一(yi)次(ci)
，迎(ying)流(liu)方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)作(zuo)用(yong)力(li)都(dou)會(hui)隨(sui)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)有(you)規(gui)律(lv)地(di)變(bian)化(hua)一(yi)次(ci)，因(yin)此(ci)，升(sheng)力(li)係(xi)數(shu)變(bian)化(hua)的(de)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)內(nei)，阻(zu)力(li)係(xi)數(shu)變(bian)化(hua)為(wei)兩(liang)個(ge)周(zhou)期(qi)。
3 三維渦街流場模擬的可行性分析
3.1 幾何建模與網格劃分
圖1是在ANSYS　Workbench中建立的三維渦街流量計幾何模型。其中管道口徑50mm，管道長1000mm，旋渦發生體截流麵寬度14mm
，管截麵與截流麵夾角為α。

對幾何模型進行非結構網格劃分，作為數值模擬的載體，如圖2所示。

3.2 仿真參數設置
在FLUENT中

，三維渦街流場參數設置如下：
1）流體：空氣（air）
；
2）湍流模型：Renormalization－group（RNG）k－ε模型；
3）邊界條件
①流速入口邊界：根據需要設置不同流速
、湍流動能和耗散率
；
②壓力出口邊界：零壓；
4）求解器：基於壓力的三維雙精度瞬態求解器
；
5）數值計算過程：SIMPLE算法。
3.3 升、阻力變化頻率的計算結果及分析
圖3所示速度等值。三維渦街流場在夾角為0°，入口流速為5m/s的情況下的速度等值線圖。

    通過仿真模擬，圖4給出流速u＝5m/s時，作用在三角柱上的升力係數和阻力係數變化曲線。由圖5升力係數的FFT曲線可以看出其頻率為FL＝87.92Hz。從圖6阻力係數的FFT曲線可以看出其頻率為FD＝176.43Hz
，約為升力係數變化頻率的2倍。

    為了驗證將FLUENT用於渦街流量計的三維流場仿真的可行性，對不同流速下的升、阻力頻率進行比較
，如表1所示。可以看出阻力係數變化頻率是升力係數變化頻率的2倍，說明用FLUENT進行渦街流量計的三維仿真是可行的。

4 仿真結果
    基於上述通過升、阻力變化頻率的關係驗證出利用FLUENT對三維渦街流場進行仿真是可行的。本節應用FLUENT對截流夾角、流速和信號強度之間的關係進行了仿真研究。分別取7m/s、40m/s和70m/s的流速α的角度在0°～10°範圍內取值（發生體的安裝偏差一般不會超過10°），進行數值仿真。記錄信號強度，如表2所示。

    將表2的數據繪製成圖7，將圖7中流速為7m/s的數據放大如圖8所示。觀察圖7、8，可以直觀的反應出夾角、流速與信號強度的關係變化。通過對比這3張圖可以看出，信號強度隨著夾角
、流速的不同而不同。並從圖中得出結論：
1）渦街的信號強度與流速成正比
，隨著流速的增加
，旋渦脫落頻率信號強度會顯著增加。
2）在流速相同的情況下，隨著夾角的增大，信號強度逐漸減小，並隨著夾角的增大
，信號強度的衰減程度也逐漸增大。夾角在1°～7°範圍
，對信號強度的衰減影響不大

，可忽略，超過7°以後對信號強度影響變大，不可忽略。
3）在夾角相同的情況下，隨著流速的增大
，信號強度衰減趨勢越來越明顯。

5 結論
    liuchangfangzhenzaiwojieliuliangjideshejihewanshanzhongzhengbiandeyuelaiyuezhongyao，tatongguolilunzhichizhidaofangzhendekeshishixing，bingjiangfangzhenjielunyongyushiyanzhong
，tigaoxiaolv。tongguomonisanweiwojieliuchangsanjiaozhuraoliuxianxiang

，jiangsheng
、阻力頻率進行對比，驗證了可將FLUENT用於三維渦街流場的仿真中。並從不同流速和不同截流夾角兩方麵分別考慮，對比分析了三維渦街信號的信號強度，得出夾角在1°～7°範圍，對信號強度的影響不大，超過了7°以yi後hou影ying響xiang變bian大da。從cong而er為wei以yi後hou的de實shi驗yan做zuo出chu理li論lun指zhi導dao。進jin一yi步bu的de研yan究jiu可ke以yi通tong過guo對dui不bu同tong形xing狀zhuang的de旋xuan渦wo發fa生sheng體ti取qu不bu同tong截jie流liu夾jia角jiao和he不bu同tong流liu速su進jin行xing仿fang真zhen對dui比bi研yan究jiu。

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