几何结构对水力缓冲结构性能的影响研究.pdf

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1、几何结构对水力缓冲结构性能的影响研究杨灵均，金远，董岱林，宫汝志，李威。(1．中国核动力研究设计院反应堆系统设计技术国家重点实验室，成都610041；2．哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001)InfluenceofGeometryonHydraulicBufferPerformaneeYANGLingjun，JINYuan，DONGDailin，GONGRuzhi，LIWei(1．NationalKeyIaboratoryofReactorSystemDesign，NuclearPower

2、InstituteofChina，Chengdu610041，China；2．SchoolofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)摘要：运用CFD方法对不同结构尺寸的缓冲器及弹簧座等部件，将运动部件下落过程中的冲击能在导向筒内的下落过程进行三维流场数值分析，研量转化为水的动能和螺旋弹簧的势能]。水力缓冲究了缓冲结构对缓冲效果的主要因素及其影响程结构位于运动部件末端，与其一起置于导向筒内，度。通

3、过计算，得到各工况缓冲过程中速度、加速并从水中自由下落。水力缓冲结构避免了运动部度等关键参数随时间、位移的动态变化规律。结果件由于碰撞发生变形和损坏，同时也能够使运动部表明，缓冲器顶端直径及导向筒底部圆孔尺寸等几件的速度变化规律满足其工作环境的要求]。何结构，对水力缓冲结构的缓冲性能有显著影响。为了研究缓冲结构的缓冲性能，了解影响缓冲关键词：水力缓冲器；数值模拟；影响因素结构对缓冲效果的主要因素及其影响程度，采用中图分类号：TL333CFD方法建立模型，对缓冲过程中缓冲器自由下落文献标识码：A阶段进行仿真

4、分析，为水力缓冲器的结构设计和性文章编号：1001—2257(2015)07—0024～04能优化提供依据。Abstract：Inordertostudytheaffectingfac—1计算模型torsofbuffering，the3Dflowfieldofthehydraulicabsorber，whichwasfallingwithinguidecylinders1．1几何结构和建模ofdifferentstructuralsizes，wasstudiedwiththe水力缓冲器由连接杆、缓冲器、螺

5、旋弹簧以及CFDcodeinthepaper．Theinnerflowfieldand弹簧座组成，因只讨论缓冲器下落过程，可将模型dynamicprincipleofthedisplacement，velocityand进行简化，不考虑缓冲器内部细节结构，而将它们accelerationwereobtained．Theresultsindicated视为一个整体。本文分别研究缓冲器顶端直径以thatdifferentstructuralparameterssuchastheab—及导向筒底部圆孔尺寸对缓冲

6、效果的影响。sorbertopdiameterandtheholediameteratthe根据缓冲器的结构尺寸，采用NX6．0软件对各bottomoftheguidecylinderhavesignificantinflu—工况下缓冲器和导向筒几何进行建模。enceonbufferingeffect．1．2网格划分Keywords：hydraulicbuffer；numericalsimu—根据几何模型的结构特点，将整体计算域划分为fluidin和fluidout。对计算域的前处理采用lation；af

7、fectingfactorsGAMBIT软件进行混合网格划分，如图1所示。主流区域为六面体网格，局部位置为四面体网格，这0引言样既减少网格数量，又提高了计算速度和求解精度。网格总数为800万。水力缓冲结构通过连接杆、缓冲器、螺旋弹簧1．3数学模型由于水力缓冲器内水的温度变化很小，忽略温收稿日期：2015—02—27度的影响。采用标准是一￡湍流模型后，缓冲器三维·24·《机械与电子32015(7)拟的计算区域也随时间发生改变，动网格技术就是为了适应计算区域的变化新发展出来的网格技术，通过拉伸、压缩网格或者增

8、加、减少网格以及局部生成网格来适应计算区域的改变。由于计算区域＼＼的改变方式有很多种，动网格的更新方式也有所不同，主要有3种方式：弹簧近似光滑法、动态分层法、(B)内邵I噩域(缓冲器)Co)外部区域【导同伺)局部网格重划法，各自适用不同的网格类型和运动情况L5]。这里选定动态分层法。图I计算域网格流场的基本控制方程如下所述嘲。采用6DOF动网格计算，而6DOF是需要定义连续性方程：UDF宏的。UDF用于定义缓冲器下落的运动规律