基于计算流体动力学的节流阀流量系数研究

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1、总第188期直升机技术GeneralSerialNo.1882016年第2期HELICOPTERTECHNIQUENo.22016文章编号:1673-1220(2016)02-032-03基于计算流体动力学的节流阀流量系数研究解小平,杨赟(中国直升机设计研究所,江西景德镇333001)摘要节流阀流量系数是缓冲器载荷计算中的一个关键参数。为了确定节流阀的流量系数,利用计算流体动力学软件ADINA-CFD,构造映射网格,采用标准的k-ε湍流模型,对节流阀内部流动进行数值模拟。通过对不同工况下节流阀流场的数值模拟发现:缓冲器节流阀流量系数稳定在某一值,计算得到的缓冲器载荷与试验载荷曲线吻合

2、,表明文中提出的基于ADINA-CFD的数值模拟方法是可行的。关键词ADINA-CFD;节流阀;流量系数;数值模拟++中图分类号:V226.2;TH137.522文献标识码:AResearchofThrottleValve’sDischargeCoefficientBasedonComputingFluidDynamicsXIEXiaoping,YANGYun(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen333001,China)AbstractThrottlevalve’sdischargecoefficient

3、isakeyparameterofabsorberloadcalculation.Toconfirmflowcoefficientofthrottlevalve,thispaperusedcomputingfluiddynamicsoftwareADINA-CFDtoconstructmappinggrid,andadoptedstandardk-εmodeltosimulatetheflowofturbulentinthrottle.Aftertestingthrottlevalve’sflowfieldunderdifferentconditions,foundthatthedi

4、schargecoefficientofthethrottlevalvecouldreachsomestablevalue.Putthedischargecoefficientintotheabsorberloadcalculation,thevaluewasanatomiestotheloadcurvewhichoutbytest.SoitshowedthatnumericalsimulationbasedontheADINA-CFDproposedinthispaperwasreasonable.KeywordsADINA-CFD;dischargecoefficient;num

5、ericalsimulation是建立在经典流体理论基础上,处理油孔的形状、分0引言布、倒角形式等均按面积等效原则进行。这种方法油气式缓冲器是现代起落架上必备的部件,其有一定的局限性,现有的理论对流量系数的取值没主要功能是依靠油液通过节流阀产生阻尼来吸收直有一个明确定义,对于不同形式的节流阀油孔,其流升机着陆和滑行期间的垂向冲击动能。在起落架着量系数不尽相同,很多情况下都依赖于试验的方法陆性能计算中节流阀流量系数是一个关键参数,它进行测定。如果在节流阀设计阶段就能从总体上了与节流阀油孔结构参数密切相关。以往的工程算法解其周围油液流动情况,以及不同形式油孔对流量收稿日期:2016-02

6、-26作者简介:解小平(1989-),男,江西吉安人,硕士研究生,主要从事直升机起落装置的设计和性能分析研究。2016年第2期解小平,杨赟:基于计算流体动力学的节流阀流量系数研究·33·系数的影响,将有利于起落架节流阀优化设计及准中提供的一种有效的稀疏矩阵(Sparse)求解器,它确的缓冲器性能计算。是基于Gauss消去的直接求解方法,与传统求解器计算流体力学(CFD)是通过计算机数值计算和矩阵存储方法不同,它可以大大减小数据存储量和图像显示,对包含有流体流动和热传导等的相关物计算时间。理现象进行系统分析。本文以单气腔缓冲器为模2节流阀试验型,利用ADINA软件中CFD功能模块对定油

7、孔节流阀周围流场进行分析,得到流场流量、压差等参本文采用落锤法对节流阀进行试验。落锤法与数。利用公式可以计算出节流阀的流量系数,将其落震类似,试验在落震试验台上进行。节流阀试验件代入落锤计算模型中得到落锤模型的载荷曲线,通安装在缓冲器内,缓冲器活塞杆固定在测力平台上。过与节流阀落锤试验的载荷曲线进行比较,验证流试验时控制一定质量的落锤自由坠落撞击缓冲装置,量系数计算的准确性。通过调整落锤坠落高度来改变撞击的初速度,测量撞击过程的载荷、位移等参数。试验参数见

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