管内检测机器人周围流场的三维数值计算

doi:10.7623/syxb200606034

石油学报 ›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (6): 128-132.DOI: 10.7623/syxb200606034

管内检测机器人周围流场的三维数值计算

孟浩龙¹, 李著信¹, 王菊芬¹, 吕宏庆¹, 黄彩斌²

1. 中国人民解放军后勤工程学院军事供油工程系重庆 400016;
2. 中国人民解放军91422部队山东莱阳 265200

收稿日期:2005-11-11 修回日期:2006-02-27 出版日期:2006-11-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:孟浩龙,男,1977年2月生,2002年毕业于中国人民解放军后勤工程学院,现为中国人民解放军后勤工程学院油气储运工程专业博士生,研究方向为油气储运控制技术及系统研究.E-mail:mhl7712@163.com
基金资助:
中国人民解放军总后勤部项目(油20040207)资助

Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot

Meng Haolong¹, Li Zhuxin¹, Wang Jufen¹, LÜ Hongqing¹, Huang Caibin²

1. Department of Petroleum Supply Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 400016, China;
2. Unit 91422, Laiyang 265200, China

Received:2005-11-11 Revised:2006-02-27 Online:2006-11-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 由于一维模型不能描述管内流场对机器人的作用机理,采用三维标准k-ε模型,对水平直管内单节和双节管道内检测机器人周围流场进行了数值计算。在合理提出一些基本假设后,用二阶迎风差分格式离散管道内检测机器人附近流场的控制方程,并用SIMPLE算法求解。算例表明,机器人检测时上游流场比较稳定,施加在机器人上的作用力比较简单,适合安置检测单元,而在机器人主体的侧面会产生超负压,且节数越多,产生的负压越大。因此,设计机器人结构时必须注意流场空化问题。

关键词: 管道, 机器人, 三维流场, 数值计算, 数学模型

Abstract: The standard three-dimensional model was applied to calculate the flow fields around one-segment and two-segment inspection robot in the horizontal straight pipelines.On the basis of some reasonable assumptions,the discrete of governing equations for in-pipe flow field around the robot were made with second order upwind scheme.The equations were solved with the SIMPLE algorithm.The obtained velocity and pressure field around one-segment and two-segment robot showed that the upstream flow field was relatively steady,and the force acted on the upstream end of the robot was simple.The pressure at the lateral surface of robot's body was ultra-negative.The more segments would result in a larger negative pressure.So the inspection unit should be located at the upstream side of the robot.The problem of cavity in fluid field should be taken into consideration during structure design of robot.

Key words: pipeline, robot, three-dimensional flow field, numerical computation, mathematical model

中图分类号:

TE973.6

孟浩龙, 李著信, 王菊芬, 吕宏庆, 黄彩斌. 管内检测机器人周围流场的三维数值计算[J]. 石油学报, 2006, 27(6): 128-132.

Meng Haolong, Li Zhuxin, Wang Jufen, LÜ Hongqing, Huang Caibin. Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2006, 27(6): 128-132.

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Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot

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