超声流量计管道流场的模拟与分析
2 单弯管流场的流速分布研究
单弯管的几何结构如图3所示。其中，截面A为被观察截面，距离出口为1R。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162257.htm
对于离散后的流体力学方程组进行数值计算时，首先需要给定解条件，主要是初始条件和边界条件：入口边界设定为速度入口，给定流体平均流速，对应雷诺数为1×104；出口条件设定为压力出口，数值为一个大气压，即表压为零。在给定的初始条件与边界条件下获得的流动截面二次流流函数的等值线如图4所示。
如图4可知，对于单弯管流场，它的流速分布具备一定的规律，其速度等值线沿着管道轴心的水平截面呈基本对称状态。
由于弯管的影响，单弯管流场和充分发展的管道流场的速度分布将有所不同，其在不同剖面上的速度分布也不一样。其横向截面与纵向截面分布的剖面图如图5所示，根据式(8)，式(9)可知，在某一截面及单一路径上，面平均速度及线平均速度分别为：
式中：r0∈[0，R]。由此可得单弯管横向截面及纵向截面的线平均速度分布分别如图6，图7所示。
通过对单弯管流动状态下的速度分布进行模拟可以看出，单弯管中的二次流是两个以管道轴心水平截面对称的涡，所以流速分布具备一定的规律。而纵截面的流速分布是对称的，比横截面的规律性强，所以在实际应用安装超声流量计时，可以利用数据偏差的相互补偿来提高精度，这和单弯管流场的纵截面流速分布的特殊性有关。
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