喷油嘴微小孔磨粒流加工数值模拟.doc

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1、编号本科生毕业论文喷油嘴微小孔磨粒流加工数值模拟Micro-holeofNozzleAbrasiveFlowMachiningNumericalSimulation学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号指导教师学院机电工程学院2011年6月摘要喷嘴嘴作为电喷发动机的关键部件，它的工作好坏将严重影响发动机的性能。随着人们对于产品小型化和加工过程微型化的追求，磨料流加工技术随之应运而生。本文介绍磨料流加工的基本工作原理及其特点，利用GAMBIT进行模型创建及网格划分工作，利用FLUENT软件对喷油嘴零件进行数值模拟，通过数值模拟获得磨粒流加工喷油嘴的动态压强

2、、静态压强、速度等仿真曲线，并对其进行了分析与总结。通过对零件进行数值模拟技术，我们可以检验设计中的失误，提高设计的效率和减少设计成本，实现零件的最优化设计。关键词：磨料流工FLUENTGAMBIT数值模拟AbstractNozzleisthekeycomponenttoEFIengine,itsqualityofworkwillseriouslyaffecttheengineperformance.Withtheproductminiaturizationandthepursuitofminiaturizationprocess,itcomeintob

3、eingalongAbrasiveFlowMachiningtechnology.ThisarticledescribestheAFMbasicworkingprincipleandfeatures,weuseGAMBITmeshtocreateandwork,simulatethenozzlepartinfluent,bynumericalsimulationwecanobtainthesimulationcurvewhichisaboutthedynamicpressure.staticpressure.velocityeandsoon,andget

4、itsanalysisandsummary.ThroughthenumericalsimulationofParts,wecantestthedesignerrors,improvedesignefficiencyandreducedesigncosts,andgetstheoptimaldesignofthepartsatlast.Keywords:AbrasiveFlowMachining；FLUENT；GAMBIT；Simulation目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1引言11.2研究磨粒流的目的和意义31.3磨粒流技术国内

5、外的发展现状61.4小结9第2章FLUENT软件102.1GAMBIT软件介绍102.2FLUENT软件概述132.3小结15第三章数学模型和计算方法163.1数学模型163.1.1控制方程数学模型163.1.2流体相数学模型173.1.3颗粒相碳化硅数学模型173.1.4湍流数值模拟数学模型183.2计算方法183.2.1有限差分法193.2.2有限元素法193.2.3有限体积法193.3FLUENT求解方法的选择193.4小结20第四章湍流模型与边界条件214.1湍流模型214.2边界条件234.3小结25第五章数值模拟算法与多相流的选择265.1　

6、求解器的选择265.2　离散格式的选择265.3　压力速度耦合方法的选择265.4　多相流仿真的选择265.5　小结27第六章喷油嘴数值模拟286.1喷油嘴二维数值模拟286.2小结33结论34参考文献35致谢36第1章绪论1.1引言尽管磨料流加工技术已有50余年的研究和应用历史，而且国内外的一些研究工作者从20世纪70年代以来一直在不懈地从事着该技术的研究工作，但该技术的研究和应用基本上还停留于实验研究方面，或者说仍处于研究和应用的初级阶段，由于其加工过程只能由工程技术人员主动地进行控制，所以目前主要还是适于单件加工生产，很难推广应用于大规模生产。这主

7、要是因为目前还缺乏对磨料流加工过程的综合复杂特性的支持。而磨料流叫那个所用夹具的设计是决定磨料流加工效果甚至是决定磨料流加工成败的一个关键因素。如夹具上磨料流的进出口位置、大小、方向、数量等的设计确定，对于磨料流在工件行腔或者夹具型腔的压力与流速分布具有重要影响，从而影响其加工的质量和效率。这样的一些设计问题目前基本完全依赖于设计人员个人的实践经验，其结构设计是否合理甚至是否达到最优设计，尚不能在设计阶段作出可靠的分心评价，而只能通过实际加工，根据加工的结果对其结构设计进行可行性评价【1】。实际中大多数的设计尤其是复杂的设计很难保证一次设计的成功率，往往

8、要经过多次的实验和反复修改，这不仅严重影响了加工生产周期的缩短，而且在无法进行结