通海阀内流场的三维数值模拟

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1、万方数据第4卷第2期中国舰船研究V01．4No．21旦塑竺兰旦蔓!i!!兰』竺!!!!坐兰!!l!墨!!!!竺!垒旦!：三唑通海阀内流场的三维数值模拟江山张京伟吴崇健许清彭文波中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064摘要：通海阀是船舶内部管路系统与外界连接的重要装置．主要用于各管路海水注人和排}H的控制和调节，其性能的好坏直接影响全船各系统甚至整个船舶的性能。在实际使用中发现，通海阀噪声振动加速度偏高，对船舶声学性能产生影响。因此．以通海阀为研究对象，采用兀uent软件对通海阀在不同的开口度和流最下的内流场进行数值计算，给出通海阀阀腔内的速度场和压力场图。

2、根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因．为通海阀的内流道优化提供理论依据。关键词：通海阀；湍流模型；nuent软件；流场可视化中图分类号：0328文献标志码：A文章编号：1673～3185(2009)02—37一05ThreeDimensionalNumericalSimulationOfFlowFieldsInsideSeaSuctionValve肋昭鼽帆屁吼g五ng_删i形“C幻，叫矗mXuQi昭R昭形en一6DChinaShipDeVelopmentandDesignCenter，Wuhan430064，ChinaAbstract：Thes

3、easuctionvalveisacriticaldevicetoconnectthepipelinesinsideofshipsandboatstotllewateroutside．ItworkstoconnDlandadjusttheseawaternux，andthusaffectstheperfb肌anceofeachsystemsof，andsometimes，evenwholeshipsandboats．Itw鹊foundinpractices，thattIle、，ibm-tionaccelemtionoftllevalveist00highto

4、maintaintheacousticped-o皿anceofshipsandboats．Intllispaper，studywasconductedonthreedimensionalsimulationsofsuchvalves．ThenuentsofhareIlasbeenusedtosimulatethenowfieldsinsjdethev出veattheconditionsofdiff．erentopenings肌ddi矗brentnux．Andthepressuredistributionandvelocitydistributionwereo

5、btainedthrou小simulations．Thenoisesourcestodeteriomtetllevalvewerediscussedbasedonthevisualresultsofthesimulation．Theresultsprovideatheoreticbasisforoptimizingthenowfieldsinsidetheseasuctionvalves．1【eywo“ls：seasuctionvalve；turbulentmodel；nuentsoftware；now6eldvisualization1引言通海阀是船舶内部

6、管路系统与外界连接的重要装置。主要用于各管路海水注入和排出的控制和调节。因此其性能的好坏直接影响着全船各个系统乃至整个船舶的性能。过去受研究手段的限制。对通海阀的研究主要采用实验方法，对它的外部特性．如进出口压力差、流量系数等进行测试和分析，而对流体在通海阀内部的流动情况则很难知晓，认识不足。近年来随着计算机技术和计算流体动力学理论的发展。应用CFD方法．对各种阀内部的流场进行仿真计算和可视化分析。成为流体机械领域新的研究热点．其研究工作对阀门的结构参数设计和流道优化设计具有重要的实际意义。近年来国内外学者应用CFD方法对液压锥阀、调节阀、蝶阀等阀门的内部流

7、道进行了许多研究．文献[1—3]采用有限元方法，建立了二维模型．对锥阀内流场进行了数值模拟，并用DPIV流场试验可视化技术进行了实验可视化研究。文献收稿日期：2007一12—25基金项目：海军专项研究课题作者简介：江山(198l一)，女，助理工程师，硕士。研究方向：管路系统噪声控制。E．mail：ji卸铲h柚5293@126．咖张京伟(1963一)，男。研究员。研究方向：船舶系统万方数据38中国舰船研究第4卷[4]则分别对简化为轴对称的二维流场模型，和不经过任何简化及近似处理的三维面对称流场模型两种情况．应用CFD分析软件Fluent进行了仿真计算和可视化研

8、究，给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图。对比分