基于Fluent的阀门开启过程阀芯气动力仿真研究

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1、液压气动与密~'M2011年第3期#inchJde#include”udf．h”DEFINECG——MO，I’ION(valve，dt，cg__vel，eg__omega，time，dtime){一，●●．●●．●●●●●●if(time<=O．01)／*阀芯运动时间{／e旌g_vel[1]=一0．05；／*阀芯运动速度，else缝隙区cg_vel[1]=0．0：1，$程序结束，设置动网格区域，将上文提到的阀芯的所有对应2电磁闽气遭2D几何模型图3模型分割乐意图边valve设置为刚体，丽其运动规律默认为由上述U

2、DF图4为上阀腔区与左右缝隙区的局部放大图。图程序进行控制。中局部放大3和4为缝隙。需要说明的是，当动铁芯开1．3求解设置度为0时，阀芯和阀座间的接触面(图4中局部放大l对所有区域进行初始化，迭代时间步长设为和2)应该完全重合在一起，但是由于Fluent本身功能0．0005s，时间步数为30，最大迭代数为2000，设置每个有限，不能在计算过程中改变边界状况，故在动铁芯阀时间步对数据自动保存，开始进行迭代计算。另外，在座之间保留了一层非常小尺度的网格[21。进行迭代之前也可以进行动画设置。2计算结果2．1动铁芯匀速运动规律时计算结

3、果设动铁芯为匀速运动．设置动铁芯的运动速度分别为0．1m／s、0．05m／s、0．025m／s、0．01m／s、0．O05m／s，图5为人El压力为10kPa时，动铁芯在不同运动速度情况图4模型分割局部放大不意图下，作用在动铁芯上的轴向气动力的变化规律。4

4、行动网格区域设置。完成以上图5不同运动速度F开13度——轴向气动力关系曲线所有工作以后。输出网格文件。从图中可以看出，当动铁芯的运动速度不同时，作1．2物理模型设置用在动铁芯上的轴向气动力随开口度的变化趋势是一利用Fluent2D单精度求解器进行计算，读人并检样的，即随着开IZI度的增大，轴向气动力的性质由推动查网格，设置长度单位制。选择非稳态求解模型，k一湍动铁芯向下运动逐渐变为阻碍动铁芯向下运动。完全流模型，材料属性和操作条件均使用程序默认：空气密开启后，轴向气动力的作用方向均向下。其中当动铁芯度p=1．225kg／m3，空

5、气动力黏度l7．894×10(m·s)，运动速度为0．1m／s时，在开启过程中轴向气动力始终操作压力为101．325x10Pa，设置入口总压为lOkPa，出是阻碍动铁芯向下运动。口压力默认为0kPa，电磁阀气道内壁粗糙度值为随着运动速度的增大．开启过程中轴向气动力的0．0032ram。阻碍作用增强，因此，为了电磁阀能够高速开启，所需选择动网格模型，并选择网格更新模型为：弹簧光的开启控制力也需要加大。滑法和局部重构法，其参数采用软件默认。2．2动铁芯匀加速运动规律时计算结果编译UDF程序，此程序用于控制动铁芯的运动规设动铁芯为匀加

6、速运动．设置动铁芯的加速度分律，程序如下：(下转第2l页)14HvdraulicsPneumatics&Seals，NO．3．201l数。若是想要在很短的位移内就可以输出很大的阻尼【3】杨叔子，杨克冲．机械工程控制基础【M】．武汉：华中科技大学力(如锁紧装置)，起到刚性支撑的作用。那么就要选用出版社．2005．[4】刘坤．MATLAB自动控制原理习题精解【M】．北京：国防工业出动力黏度较大、体积弹性系数较大的油液作为工作介版社．2004．质。并且要求活塞与活塞缸之间的间隙较小。[5】MAKRISN，DARGUSHGF，CONST

7、ANTINOUMC．Dyna—对于以耗能为主的阻尼器(如桥梁上抗强震用的micanalysisofgeneralizedvi~oelasticfluids[J]．Jour-阻尼器)，动力黏度系数不应太小，否则达不到耗散能halofEngineeringMechanics，1993，l19(8)．量的目的．而且应选用体积弹性系数小的油液和间隙【6】王福军．计算流体力学分析——CFD软件原理与应用【M】．北较大的活塞与活塞缸配合，否则响应位移太小。进而耗京：清华大学出版社，2004．散能量太少．达不到耗能的目的。[7]赵学端，廖其奠

8、．粘性流体力学【M】，北京：机械工业出版社，1983．参考文献【8】周云．耗能减震加固技术与设计方法[M】．北京：科学出版社，2OO6．【1】金朝铭．液压流体力学[M】．北京：国防工业大学出版社，1994．【9J丁建华．油缸孔隙式粘滞阻尼器理论与性能试验[J】．