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诺尼韦尔分享气动薄膜调节阀阀芯-阀杆系统流固耦合有限元模型建立

2014-10-28      
核心提示: 【水暖阀门网讯】 1、调节阀内部流场几何模型创建 调节阀的内部流场就是调节阀内部充满流体后所占的空间。假设阀体、阀芯是刚体,流场的边界是阀体、阀芯与流体的耦合面,阀体与流体之间的耦合面是不动...

    【水暖阀门网讯】

    1、调节阀内部流场几何模型创建

    调节阀的内部流场就是调节阀内部充满流体后所占的空间。假设阀体、阀芯是刚体,流场的边界是阀体、阀芯与流体的耦合面,阀体与流体之间的耦合面是不动的,而阀芯与流体之间的耦合面是移动的(包括固定开度下的振动和变开度时的移动)。由于假设阀芯是刚体,所以在做流场分析时,需要将阀芯部分挖去,对于不同的开度,只需要将对应阀芯位移的不同位置挖去即可,由于阀杆对流场的影响比较小,所以在建立的模型中忽略阀杆。、

    2、网格划分

    本文采用自由网格划分方法。在划分网格之前首先要设置单元类型,并为实体模型分配单元属性,本文中的流场模型采用的是Fluid142单元。阀芯与流体之间的耦合面流场变化比较大,采用最大为0.002的网格划分,而其他部位阀体与流体之间的耦合面,采用最大为0.004的网格划分,根据划分结果,共有单元102306个,节点20531个。

    3、载荷施加

    在网格划分之后,要对模型施加载荷以及边界条件,本文中对模型施加的具体条件如下:

    (1)入口:定义压力为0.2~2.1MPa。

    (2)出口:定义压力为0.1MPa。

    (3)固定壁面条件:所有与阀体接触的耦合面上流体流动速度为零,相对位移为零,即除了进出口端面和阀芯周围的耦合面外,其余边界上速度和位移均为零。

    (4)移动壁面条件:与阀芯接触的耦合面上的流体速度和位移应该与阀芯的运动速度和位移一致,即当阀芯静止时,耦合面上的流体速度和位移均为零;当阀芯运动时,耦合面上每个节点的任何时刻的速度和位移大小都与阀芯上对应节点的速度和位移大小相同。由于本文只考虑阀芯轴向运动,所以以上提到的位移和速度均指轴向位移和轴向速度,其余方向的位移和速度都为零。

    (5)不考虑温度变化,即不涉及热交换。

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