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自动防斜钻井液压系统研究及其旋转导向套CFD仿真分析
简介
摘 要
近年来，随着计算流体力学（CFD）的发展，从研究自动垂直旋转导向系统机理出发，使用数值仿真研究自动垂直旋转导向系统内流场的流动，利用数值仿真结果来指导自动垂直旋转导向系统的设计己经成为重要的研究方向。采用数值模拟手段，一方面可以节省试验的资源，缩短新产品的研制时间;另一方面它可以显示从试验中难以得出的流动特征的细节。本文应用CFD软件Fluent研究自动垂直旋转导向系统的内部流动，主要做了以下几方面工作∶
1.概述了自动垂直旋转导向系统研究的国内外研究成果，综合叙述了研究流场的基本方法。
2.介绍了自动垂直旋转导向系统结构，阐述了纠斜液压系统工具控制工作原理和控制方式，分析了导向套的力学性能。
3.考虑到旋转钻具导向套曲面的复杂性，本文利用造型软件ProE对旋转钻具导向套内过流部件进行造型，叙述了旋转钻具导向套的实体造型过程，然后将整体造型结果导入到Gambit中对实体模型进行处理划分网格，并简要介绍了网格生成技术，应用Fluent分别计算了多种工况下的流动，得到了多种三维湍流场的分析结果，包括静压分布图、总压分布图以及速度矢量分布图等，为下一步优化旋转钻具导向套设计提供了相关数据和改进的方向。
4.介绍了湍流与计算流体力学的发展现状及在工程中的应用，对计算模型进行了阐述，应用CFD软件Fluent对进口三维不可压湍流流场进行数值模拟，确定其求解区域并引入边界条件，采用更符合实际工程中广泛应用的RNGk-e湍流模型，利用有限体积法对控制方程进行离散，采用交错网格存放变量，然后用SIMPLE算法来求解，并对计算的结果进行了分析和研究。计算研究的结果对旋转钻具导向套设计提供了一定理论依据，对进一步的实验研究具有一定的指导意义。
摘 要
近年来，随着计算流体力学（CFD）的发展，从研究自动垂直旋转导向系统机理出发，使用数值仿真研究自动垂直旋转导向系统内流场的流动，利用数值仿真结果来指导自动垂直旋转导向系统的设计己经成为重要的研究方向。采用数值模拟手段，一方面可以节省试验的资源，缩短新产品的研制时间;另一方面它可以显示从试验中难以得出的流动特征的细节。本文应用CFD软件Fluent研究自动垂直旋转导向系统的内部流动，主要做了以下几方面工作∶
1.概述了自动垂直旋转导向系统研究的国内外研究成果，综合叙述了研究流场的基本方法。
2.介绍了自动垂直旋转导向系统结构，阐述了纠斜液压系统工具控制工作原理和控制方式，分析了导向套的力学性能。
3.考虑到旋转钻具导向套曲面的复杂性，本文利用造型软件ProE对旋转钻具导向套内过流部件进行造型，叙述了旋转钻具导向套的实体造型过程，然后将整体造型结果导入到Gambit中对实体模型进行处理划分网格，并简要介绍了网格生成技术，应用Fluent分别计算了多种工况下的流动，得到了多种三维湍流场的分析结果，包括静压分布图、总压分布图以及速度矢量分布图等，为下一步优化旋转钻具导向套设计提供了相关数据和改进的方向。
4.介绍了湍流与计算流体力学的发展现状及在工程中的应用，对计算模型进行了阐述，应用CFD软件Fluent对进口三维不可压湍流流场进行数值模拟，确定其求解区域并引入边界条件，采用更符合实际工程中广泛应用的RNGk-e湍流模型，利用有限体积法对控制方程进行离散，采用交错网格存放变量，然后用SIMPLE算法来求解，并对计算的结果进行了分析和研究。计算研究的结果对旋转钻具导向套设计提供了一定理论依据，对进一步的实验研究具有一定的指导意义。
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