一种基于两相流模拟的滴灌灌水器抗堵塞设计方法

摘要

本发明公开了一种基于两相流模拟的滴灌灌水器抗堵塞设计方法，该方法通过灌水器内流场两相流数值模拟，依据模拟结果分析流道中固相物容易沉积的区域，进而分析流道结构对固相物运移及沉积特性的影响。在此基础上，对流道结构的若干参数进行适当的修改，并重复两相流模拟，直至整个流道中固相物不出现明显的滞留，或者局部的密度集中为止。两相流模拟为滴灌灌水器抗堵流道结构设计提供了可视化的堵塞验证环节，为灌水器抗堵塞能力的预测及优化提供了科学、可行的方法；得到了优良水力性能的灌水器结构后，采用RP/RT复合法制作出灌水器试验样件，大大缩短了大幅度降低试制成本，并且保持了试样成形材料与最终产品材料的一致，提高了定型精度。

主权项

1、一种基于两相流模拟的滴灌灌水器抗堵塞设计方法，其步骤为：(1)、采用三维造型软件构建灌水器迷宫型流道两相流分析模型；(2)、进行网格划分和边界条件设定：根据流道尺寸大小和截面形状变化情况，采用有限元前处理软件从表面网格产生三维非结构四面体网格并加密近壁面网格；进口和出口处以压力为边界条件，入口条件设为入口压力，出口条件设为出口压力，其余位置以速度为边界条件，设速度初量为0；(3)、应用有限元分析软件中的基于非结构化网格的通用求解器，基于欧拉-拉格朗日两相流模型进行数值模拟计算，得出灌水器内流场的速度、粒子密度分布图，找出拐角处和汇聚处；(4)、进行迷宫型流道防堵结构分析及优化，将上述拐角处采用圆弧来代替直角过渡，对于汇聚处，改变水流挡块的形状，将低速区变为挡块的一部分；(5)、采用快速原形/快速制模复合法制作灌水器试验样件；(6)在实验室中测量灌水器标准件的流量——压力曲线图和灌水器出水均匀度Cv，根据得出的实验数据，对灌水器流道尺寸进行修改。