作者:李兆敏; 李松岩; 尚朝辉; 李勇泡沫流体幂律流体层流射流数值模拟
摘要:泡沫流体是石油工程上广泛应用的一种幂律非牛顿流体,在泡沫流体冲砂解堵、泡沫钻井等作业中都要求解泡沫射流的问题。利用流体力学数值模拟软件FLUENT对泡沫流体轴对称层流淹没射流进行了数值计算,得到了射流区域的速度场和表观黏度场的分布,以及幂律指数和稠度系数对射流的影响。从计算结果可以得出,非牛顿流体层流射流的轴心无量纲速度分布具有相似性,但与牛顿流体的湍流射流轴心无量纲速度分布相比具有较大的差别,射流轴心的速度在射流出口处发生骤降;无量纲轴向距离小于3时,不同的K和n对轴心速度分布影响很小,无量纲轴向距离大干3时,K和n越大,轴心速度衰减越慢。这些结论与前人得出的一致,证明用流体力学数值模拟软件FLUENT对非牛顿流体层流射流进行数值模拟是可行的。建议应加强适用于非牛顿流体湍流模型的研究,实验的方法是研究非牛顿流体湍流射流的最直接方法。
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