工业球阀的计算流体力学设计与分析
文摘:
通过计算流体动力学分析，建立了材料设计领域和产品设计领域设计变量之间的稳健关联。球阀和闸阀的CFD分析都需要输入符合实际应用的参数，如压力、密度、粘度和温度。通过不同流体(水、润滑油和柴油)的压力浓度扩展，研究了阀系统中由于流体流动而出现的不同区域的最大压力。假设分析熟悉材料选择策略，满足新产品开发的标准，因此定义良好的输入，包括虚拟实体模型，边界条件与更高级别的网格分辨率提升。在这些情况下，近似选择和数值方案的性质已被坚持拥抱完美的模拟分析。CFD研究举例说明了最大压力冲击阀体的精确区域，因此这些观察结果可以用来提升产品开发，而无需进行物理测试。对流体通过配流阀系统产生的压力分布进行了条形验证研究，并给出了最终结果。此外，阀门的变形和性能是材料和产品设计集成所必须的，因此，通常的预测是通过CFD结果与有限元分析的耦合来进行的。
作品简介:
在CFD分析中，通过满足边界条件来分析所需区域内的压力分布。为了进行阀门的设计、优化和性能分析，针对某一具体应用，对阀杆阀和球阀两种类型的阀门进行了动态流体分析。使用CFD来生成流体流动类型、几何形状和压力损失之间的关系，因为阀体具有简单的机械结构，在流体流动时最大限度地暴露，获得临界变形，更重要的是，具有较低的水头损失。CFD分析能够揭示阀周围复杂的流动结构和声速特性，这是实验难以提供的。即便如此，由于复杂的几何结构，以及通过阀门的声速流动时的湍流等复杂性，实验也需要辅以CFD分析。
计算流体力学(CFD)是一门确定流体流动控制方程的数值解的科学，同时通过空间或时间推进该解以获得对完整感兴趣的流场的数值描述。CFD方法中求解流动问题的各个步骤包括以下基本步骤
计算流体动力学
•定义问题的几何形状(如物理边界)
•将流体占据的体积划分为离散的单元。
•问题的物理建模(即控制方程)
•定义边界条件
•以稳态或非稳态的形式迭代求解控制方程
•后期处理(即分析和可视化结果)
参考及下载报告:
