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基于动网格的往复节流式正脉冲发生器性能分析

正脉冲发生器；动网格；非牛顿流体；动态数值实验；双向流固耦合；UDF

摘要：在石油开采与钻探领域，脉冲发生器作为旋转导向系统井下信号传输系统的重要组成部分，提高压力脉冲幅值有助于提升旋转导向系列产品的市场竞争力。本文为揭示其工作原理及提高压力脉冲幅值，基于计算流体动力学，利用UDF（用户自定义函数），动网格技术，非牛顿流体模型，借助Fluent平台对往复节流式正脉冲发生器进行了动态数值实验。利用离散形式的动量方程将主阀体与电磁阀的被动运动转变为主动运动，选择适用于k-ε湍流模型的赫—巴非牛顿流体本构方程描述泥浆，提高了计算的收敛性与运动的可控性。打破了常规静态、水基研究的局限，开创性的利用双向流固耦合技术更真实的模拟了脉冲器在井下工作过程。结果表明：限流环尺寸与排量大小对脉冲强度影响显著。