长期以来,人们在石油机械研究中多采用理论研究指导试验的方法。很多试验存在着需要大量的设备,费用高,试验周期长等缺点,并且大多数试验只能得到一定试验参数下的试验结果,对于试验设备内部的工作流场情况不得而知。计算流体力学(CFD)是在计算机上求解描述流体运动、传热和传质的偏微分方程组,并且对上述现象进行过程模拟。根据计算流体力学(CFD)理论采用 Fluent 模拟计算与试验相结合的办法能够提高机械设计水平和生产运营管理水平,减少投资,提高设备生产效率,降低能耗。本文以大型计算流体力学软件 Fluent 为例讨论了计算机模拟中网格形式及使用技巧,CFD数值计算控制方程的离散,及模拟计算中通过减小误差、监视求解过程获得准确数值解的方法。在此基础上,结合设备内部流体特点,采用计算流体力学理论研究建立流体连续性方程、压力方程、速度方程、能量方程等计算模型;用 Fluent 软件建立计算模型,通过模拟结果和试验数据的对比确定模型的正确性;改进结构参数为生产实际提供优化方案。本文共完成了三个算例研究:通过对液-液水力旋流器的模拟分析,得到了旋流器内部的压力场和速度场,并对旋流器的结构参数进行了优化,提高了分离效率 6%;通过对洪水冲击管道的模拟分析,得到了洪水中的卡门涡街,计算了不同裸露程度管道在不同流速洪水冲击下的受力数值,为管道安全评估提供依据;通过对输油管道大地温度场的模拟计算,得到了静态和动态大地温度场,并在此基础上预测了一定参数下管道的最大安全停输时间。