[发明专利]一种建立特定脱汽份额条件下汽水分离器网格模型的方法

摘要

本发明公开了一种建立特定脱汽份额条件下汽水分离器网格模型的方法，包括以下步骤：建立蒸汽发生器内汽水分离器组件的三维几何模型并在此基础上建立流体域几何模型；建立汽水分离器下降环腔全脱汽条件下的非结构化四面体网格模型；根据需要的脱汽份额，对汽水分离器下降环腔通道内的网格单元进行标记，并将被标记网格单元设置为多孔介质；对多孔介质在蒸汽流动方向添加一个比其他两个方向大三个数量级的阻力源项，完成下降环腔任意脱汽份额条件下的汽水分离器网格模型的建立；本发明可灵活调节下降环腔脱汽份额，避免了重复性的几何建模工作。

主权项

1.一种建立特定脱汽份额条件下汽水分离器网格模型的方法，其包括如下步骤：步骤1：依据汽水分离器组件的设计图纸，通过solidworks软件建立组成汽水分离器的各面，并依据图纸中各面的配合关系，将上述建立的面组成单个汽水分离器三维几何模型，根据设计中的汽水分离器组件中的汽水分离器的个数，对前述单个汽水分离器三维几何模型进行复制操作并按照设计中的排列规则对上述所有的汽水分离器的三维几何模型进行排列及配合得到汽水分离器组件的三维几何模型；步骤2：在solidworks软件中建立一个与汽水分离器组件直径与高度均相同的实心圆柱体，运用该实心圆柱体与在步骤1得到的汽水分离器组件的三维几何模型，使用solidworks软件的布尔运算功能得到下降环腔通道脱汽份额为100％条件下的汽水分离器组件的流体域模型；步骤3：运用ANSYS‑ICEM软件对以上建立的下降环腔通道脱汽份额为100％条件下的汽水分离器组件的流体域模型进行非结构化四面体网格刻画，具体分为如下步骤：步骤3‑1：将步骤2中得到的流体域模型导入到ANSYS‑ICEM软件中；步骤3‑2：在ANSYS‑ICEM软件中设置非结构化四面体网格的网格参数及分布率参数；步骤3‑3：通过ANSYS‑ICEM的非结构网格生成功能，非结构化四面体网格模型在上述流体域模型中自动生成；步骤4：使用ANSYS‑FLUENT软件中的用户自定义函数工具，即UDF工具，根据需要的下降环腔通道的脱汽份额，对下降环腔通道进行网格标记和堵管操作，具体分为以下步骤：步骤4‑1：以下降环腔通道不脱汽，即0脱汽份额条件下的汽水分离器组件的网格模型建立过程来说明，设z方向为蒸汽流动方向即高度方向，根据所需的脱汽份额，确定下降环腔内的堵管面积，得到环形堵管区域的数学表达式如下：h₁≤z≤h₂                        (2)式(1)中，(a,b)为汽水分离器的内筒在xy面上投影得到的圆的圆心坐标，r₁和r₂分别为汽水分离器内外筒节的内径，根据计算需要改变r₁和r₂得到不同堵管份额的汽水分离器的网格模型，从而得到下降环腔处不同的脱汽份额；式(2)中h₁和h₂分别为下降环腔通道的下部出口和上部进口的z坐标；步骤4‑2：检查步骤3中获得的汽水分离器组件的非结构化四面体网格模型的每个网格单元，若网格单元中心坐标符合步骤4‑1中建立的环形筒区域方程，则对该网格单元进行标记，否则跳过该单元；步骤5：在步骤4‑2中标记出满足要求的所有网格单元后，将被标记处的所有网格设置为多孔介质区域，并在蒸汽流动方向上，即z方向添加一个阻力源项从而达到阻滞蒸汽流动的作用；至此，特定下降环腔脱汽份额条件下的汽水分离器组件非结构化四面体网格模型建立完成。