节流阀的fluent仿真

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基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析张静;高东玲;王晓辉【摘要】基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究.在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律:在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低.通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显.研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P56-59)【关键词】滑阀;流速压力;压力流量特性;流量系数;半圆形节流槽【作者】张静;高东玲;王晓辉【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH137引言液压阀是液压系统中非常重要的元件，主要通过控制流体的压力、流量和流动方向来满足工作要求，使各类执行元件实现不同的动作[1]。

液压控制阀的内部结构比较复杂，主要由阀体、阀芯、操纵控制机构等主要零部件组成。

滑阀类的阀芯是圆柱形，通过阀芯在阀体孔内的滑动来改变液流通路开口的大小，以实现对液流压力、流量及方向的控制。

非全周开口滑阀具有水力半径大，抗阻塞的特点，其流量范围大，易得到较小的稳定流量，在液压比例阀和伺服阀中得到了广泛应用[2]，节流槽滑阀的特性分析对液压阀的性能提升起着很重要的作用。

近几年随着计算机科学技术的不断发展以及计算流体力学理论的丰富。

人们借助CFD技术对液压阀复杂内部流场进行数值模拟和可视化分析，成为液压领域的热点。

基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究

基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究王海冰;王攀达;李文华;张子耀;李贝贝;刘秀梅【摘要】针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型,得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图.研究结果表明:节流口处压力下降梯度较大,并出现局部低压区.阀内流体速度在经过阀口处急剧变化,阀口附近流速达到最大,并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域.即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口,另一过流面中流体出射方向指向阀座,并沿阀体壁面流动.此外,随着阀口开度减小,阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变,但是节流口流体出射方向角度变大.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P26-29)【关键词】节流阀;COMSOL;流体流动;射流【作者】王海冰;王攀达;李文华;张子耀;李贝贝;刘秀梅【作者单位】中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH137引言节流阀在液压系统中起到流量控制等重要作用。

但是当阀内流体与过流部件发生高速相对运动时，极易产生空化现象，破坏流体的连续性，使流场特征更加复杂，并影响节流阀的使用性能和寿命[1]。

此外，空化形成的气泡在流经压力恢复区时，会发生溃灭，引发诸如材料损伤、振动、噪声等问题[2]。

因此，对节流阀内部流动特性开展相关研究对节流阀的优化设计具有重要的理论意义。

随着液压技术的兴起、液压技术自身发展需求和流场仿真及检测技术的提高，针对液压元件及系统开展更多深入研究是一种发展趋势。

节流阀内部流场数值模拟分析毕业设计论文

安徽建筑工业学院毕业设计 (论文)专业机械设计制造及其自动化班级 06城建机械2班学生姓名龙五学号 06290070222 课题节流阀内部流场数值模拟分析指导教师黄磊2010 年 5 月 28 日摘要单向节流阀是流体传动与控制技术中重要的基础元件，节流阀内部的流场特性直接影响节流阀的性能。

本文结合计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)软件FLUENT对节流阀的内部流场进行了数值模拟与分析计算。

本文按照实际使用中的节流阀的参数，采用Solid Works软件，建立了阀的三维几何模型。

运用FLUEN T前处理软件GAMBIT了网格的划分。

在FLUENT 软件中对两种模型的流场进行了稳态数值模拟。

在主阀阀芯的性状不同、边界条件相同和节流口开口宽度不同、边界条件相同时对流场进行模拟，找出影响阀芯压力和速度分布的因素。

在对主阀口进行模拟时，分别对比不同开口宽度时的沿程压力分布情况，进而选择出最适合此处的主阀阀芯性状和开口宽度。

对阻尼小孔进行数值模拟时，重点考虑节流阀开口处两端的压力差，找到两端压力差小的阻尼孔直径数值。

关键词:单向节流阀，内部流场，数值模拟ABSTRACTUnidirectional Throttle Valve is a fluid transmission and control technology based on the most important components, valve relief valve within the flow field characteristics of a direct impact on the performance of valves. In this paper, computational fluid dynamics CFD (Computational Fluid Dynamics) software FLUENT for Pilot-operated relief valve of the flow field calculation and analysis of numerical simulation.In this paper, according to the actual use of the Pilot-operated relief valve of the parameters, the use of Solid Works software, the establishment of a Pilot-operated relief valve of the three-dimensional geometric model. FLUENT software, the use of pre-treatment works GAMBIT division of the grid. FLUENT software in two models of the flow field of the numerical simulation of steady-state.Spool valve in the main traits of the different boundary conditions and damping the same hole diameter is different from the same boundary conditions to simulate the flow field to identify the impact of pressure and velocity distribution spool factors. Main valve port in the simulation, the main valve, respectively, compared to the structure of spherical cone valve cone peaceful side of the valve structure of the distribution of pressure along the way, and then select the most appropriate here traits of the main valve spool. Damping holes on the numerical simulation, the focus on small damping of the pressure difference at both ends to find the pressure difference at both ends of the small diameter of the damping value.KEY WORDS: Unidirectional Throttle Valve, the flow field, numerical simulation目录目录 (Ⅲ)第一章绪论 ............................................................................... 错误！未定义书签。

水液压节流阀流场仿真及与AMESim仿真的比较分析

ＺＨＡＮＧＺｅｎｇ－ｍｅｎｇ，ＷＵＨａｎ — ｐｅｎｇ，ＧＯＮＧＹｏｎｇ－ｊｕｎ，ＨＯＵＪｉａｏ — ｙｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＭａｒｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１６０２６）
２４
ｄｏｉ：１０．１１８３２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－４８５８．２０１５．０５．００５
液压与气动
２０１５年第５期
水液压节流阀流场仿真及与ＡＭＥＳｉｍ仿真的比较分析
析得到了流道内流场的速度、压力等物流量的分布。结果表明，阀腔内会产生回流和漩涡，随着阀口开度的
改变，漩涡强度也会发生变化，流量与阀口开度呈一定的线性关系。通过与ＡＭＥＳｉｍ仿真结果进行比较，验
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦｌｏｗＦｉｅｌｄｉｎｓｉｄｅＷａｔｅｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＴｈｒｍｐａｒａｔｉｖｅＡｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈＡＭＥＳｉｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化樊达宜;栾秀春【摘要】The solid model of the throttle pipe pattern control valve was built by Pro/ENGI-NEER software, extracting the channel of the valve by Pro/ENGINEER and meshing the channel by the pre-processing software ICEM -CFD. By the application of the CFD software FLUENT, a three-dimensional numerical simulation was performed of the internal flow field of the valve, and got the distribution of the pressure of the valve systems and the motor power of the valve by second computing. Optimizing the valve channel, by contrasting and analyzing the power consumption of the electrical appliances to different channels of the valve, the more ideal runner structure of the control valve were obtained.%应用三维建模软件Pro/ENGINEER对节流管式调节阀进行了实体建模,抽取阀门内部流道,采用前处理软件ICEM-CFD划分流道的计算网格.应用计算流体力学软件FLUENT对阀门流道进行三维数值模拟,得到节流管端面处的压力分布,并通过二次计算得出阀门电机功率.在此基础上,对阀门流道进行优化,通过对比分析不同流道对应的阀门电机功耗,得到了更为理想的节流管式调节阀结构尺寸.【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(028)005【总页数】4页(P587-590)【关键词】节流管式调节阀;FLUENT;优化;电机功率【作者】樊达宜;栾秀春【作者单位】哈尔滨工程大学核科学与技术学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核科学与技术学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TH38调节阀是流体输送系统中重要的控制部件，广泛应用于核电领域.核动力装置对调节阀的性能要求都很高，不仅要确保调节品质，还需要降低阀门功耗[1].节流管式调节阀是哈尔滨工程大学研制的一种新型调节阀，用于流体输送管道的流体压力或流量的调节，特别适用于核动力装置各回路系统.它采用自身的高压流体作为工质，通过调整节流管端面与活塞中心处的轴向泄流孔端面之间的间隙来改变活塞两侧受控流体的压差，进而使与活塞联动的阀盘移动并精确平衡在所要求的位置上[2].近年来，随着计算机和计算流体力学(CFD)的发展，数值模拟的优越性越来越明显，已经开始用于研究流体机械的内部流动[3].节流管式调节阀的内部结构比较复杂，本文运用CFD软件FLUENT对其内部流场进行了三维数值模拟，并详细研究了不同阀门结构的内部流场受力情况和阀门驱动电机功耗.1 节流管式调节阀结构及三维建模本文应用三维建模软件Pro/ENGINEER建立流道模型.1.1 建立流道模型图1是节流管式调节阀的结构图.它由阀体、阀盘组件、活塞组件、节流管组件、双面法兰以及阀门外围部件构成，流体从右侧流入，左侧流出.阀门公称通径为DN 80/100，设计压力为4.2 MPa，工作压力为(2.15±0.10)MPa，减压压力不低于0.5 MPa.图1 节流管式调节阀结构图从图1可以看出，节流管式调节阀内部的流道比较复杂，若直接对流道进行建模将面临很大困难.本文首先建立阀门的实际模型，然后建立一个内部无流道、但外部结构尺寸和实际模型一样的“实心体模型”，最后将两者重合装配为一个组件，对重合的阀门组件依次采取“编辑”、“元件操作”、“切除”操作，即得到阀门流道模型.为了减少计算量和节约计算机资源，对节流管内部上半部分的流道做简化处理，并采用流道的一半为计算区域，图2为抽取出来的流道模型.1.2 划分计算网格利用专业的前处理软件ICEM－CFD对流道进行网格划分，由于流道复杂，采用的是非结构化的四面体网格.阀头附近流体的速度与压强的梯度很大，对此区域进行网格加密.流道网格划分如图3所示，节流管式调节阀开度为30%，网格数量为79万.2 模拟计算及结构优化本算例采用计算流体力学软件FLUENT对调节阀流场进行数值模拟.2.1 边界设置启动FLUENT，选用三维双精度求解器，导入流道网格.采用三维稳态隐性压力基求解模型，湍流模型选用k－ε湍流模型;流体介质采用水，作不可压缩流体考虑，设置重力加速度为－9.8 m/s2;湍流强度取3%，设置进口面边界为压力进口(2 MPa)，入口水力直径为0.08 m，出口面边界为压力出口(1 MPa)，出口水力直径为0.1 m;采用SIMPLE算法和一阶迎风离散格式，残差精度设为10－5，并监控出口面的流量变化.2.2 节流管组件机械传动计算节流管式调节阀的执行器机构是一个小功率电机，其最大功率为25W，工作电压220 V，电机设计参数为15 r/min.螺杆的螺纹是普通三角形螺纹，其公称直径为d=8 mm，螺距为1.25 mm，中径为d2=7.188 mm.螺套管每分钟向下运动螺套管运动速度为:牙型角α=60°，牙侧角螺杆和螺母的材料均为钢，查得螺纹副的摩擦系数f=0.17[4];螺纹当量摩擦角ρ'，其正切值为:螺纹升角ψ是螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角，其正切值为[5]:在螺杆和螺套管之间存在螺旋传动，该螺纹副的传动效率为:假定电机的工作效率为100%，电机沿竖直轴线转动，通过螺杆传动向下的作用力[6].电机每转动一周，螺杆也转动一周，螺套管向下运动一个螺距的位移.设P为电机功率，P'为电机传递到的螺套管直线运动时的功率，而考虑螺纹副的传动效率，其对应的转化关系可以根据公称直径与螺距的关系(如图4)得出:图4 公称直径与螺距的三角关系根据功率、速度与力的关系:电机带动节流管向下匀速运动，由牛顿第二定律可知其作用力F'等于流体对节流管的压力F，即则电机消耗的功率P为:其中:a≈0.0181 m/s.2.3 结构优化通过上一小节的机械传动计算可知电机功率和节流管压力成正比，本文就是从减少节流管所受压力的角度对流道进行优化设计的.通过观察流道结构，可以通过减小阀体中的导气孔直径来减少阀门电机功耗(导气孔结构如图2所示).节流管式调节阀阀体中的导气孔实际直径为6 mm，应用Pro/E软件改变节流管式调节阀中导气孔直径，将直径分别改为4、5、7、8 mm，并抽取各流道模型，划分网格，导入到FLUENT里进行数值模拟.表1为计算得出的节流管所受轴向压力以及活塞的受力情况.表1 改变阀体中导气管直径时节流管的受力导气管直径/mm节流管压力/N活塞上侧压力/N活塞下侧压力/N活塞两侧压差/N 4 132.236 08－3 571.290 9 3 216.742 2－354.548 68 5 137.659 59－3 834.745 3 3 251.417 5－583.327 88 6 146.240 74－4 156.014 2 3 348.977 0－807.037 20 7 156.690 02－4 589.089 7 3 412.600 3－1 176.489 4 8 166.934 60－4 991.019 3 3 512.377 7－1 478.641 7通过式(4)可计算出当导气孔直径为4、5、6、7、8 mm时，所对应的电机功率分别为2.39、2.49、2.65、2.836、3.02W.从图5中可以看到，当减小导气孔直径时，活塞上表面的压力也随之减小，活塞两侧流体的压差也减小.活塞是带动阀杆向下运动的主要动力，若过度减小导气孔直径，会影响到活塞的合力，进而影响阀门开启.因此，适当的减小阀体中的导气孔直径，可有效节省阀门电机功耗.图6为电机功率随导气孔直径变化的曲线图，从图6中可以看到，改变调节阀阀体中的导气孔直径后，电机功率随导气孔直径的变化很明显.当导气孔直径大于阀门实际直径时，电机功率随着导气孔直径的增大而增大;当导气孔直径小于其实际直径大小时，电机功率随着直径的减小而减小.3 结语减小节流管式调节阀的导气孔直径可有效降低电机功耗.通过对不同导气孔直径的调节阀内部流道进行三维稳态数值模拟以及节流管内部机械传动计算，得出流体对节流管端面处以及活塞两侧的压力，求出阀门在不同导气孔直径大小时的电机功率.分析得知:导气孔直径减小时，电机功率减小;导气孔直径增大时，电机功率也随之增大.参考文献:[1]张为人.阀门[M].上海:上海翻译出版公司出版社，1987.[2]韩伟实，沈明启，韩旭，等.精确定位阀芯的调节阀[P].中国专利:CN101430023，2009－05－13.[3]王福军.计算流体动力学分析－CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社，2004:1－4、7－10.[4]蔡春源，鄂中凯，白景钟，等.机械零件设计手册[M].北京:冶金工业出版社，1979:117.[5]杨可桢，程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社，1998:132－135.[6]张福江，李丽娜.关联维在溢流阀故障诊断中的应用研究[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版，2012，28(1):72－77.。

基于Fluent的阀门开启过程阀芯气动力仿真研究

ｔｅｄｉｅｉ，ｔ）ｍｍ
｛ｉｔ＜Ｏ０）ｆｉ＝．１＊阀芯运动时间｛（ｍｅ／／
一，●●●●●●● ● ● ●． ●．● ● ● ● ●●●● ● ●● ●
ｅ＿ｅ１＝０５＊阀芯运动速度，ｇｖｌ］一．；［０／
缝隙区
座之间保留了一层非常小尺度的网格［２１。
２计算结果
２１动铁芯匀速运动规律时计算结果．设动铁芯为匀速运动．设置动铁芯的运动速度分别为０１／、．ｍｓ００５／、．１／、．５／，图５．ｍｓ００／、．ｍｓ００ｍｓ０Ｏｍｓ５２０为人Ｅ压力为１ｋａ时，动铁芯在不同运动速度情况ｌ０Ｐ
１３求解设置．
图４为上阀腔区与左右缝隙区的局部放大图。图中局部放大３和４为缝隙。需要说明的是，当动铁芯开
度为０时，芯和阀座间的接触面（４中局部放大ｌ阀图
对所有区域进行初始化，代时间步长设为迭０００ｓ时间步数为３，．５，００最大迭代数为２０，００设置每个
因此使用三角形网格［３１。设置边界条件类型：人口和出口均使用压力边界条件，同时将动铁芯对应的所有边进行统一命名为Ｖｌ。ａｖ以便于在下文中进行动网格区域设置。完成以上ｅ所有工作以后。出网格文件。输
利用Ｆｕｎ２ｌｅｔＤ单精度求解器进行计算，读人并检查网格，置长度单位制。选择非稳态求解模型，一设ｋ湍

天然气井口节流阀流场数值模拟

天然气井口节流阀流场数值模拟王祎楠【摘要】天然气在通过井口节流阀时由于J-T效应(焦耳-汤姆森效应)会引起温度急剧下降,极易与天然气中含的水形成水合物,从而堵塞管道、影响生产,严重时会造成气井停产,管道停输、炸裂等严重事故.基于计算流体力学软件Fluent,对天然气通过井口的节流过程进行数值模拟,模拟结果显示了天然气节流过程中压力场、温度场变化规律,节流后的气流能量逐渐衰减,最后与周围气体相混合达到平衡,并且温度呈逐步升高趋势.在此基础上,预测了节流过程中能否生成水合物,并提出水合物的预防措施,即定期地进行井口注醇、井口电伴热等方法,为实际生产中水合物的防治提供了理论指导.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】3页(P10-12)【关键词】天然气;节流;水合物;CFD模拟【作者】王祎楠【作者单位】大庆油田有限责任公司第四采油厂【正文语种】中文天然气从井口采出过程中，由于地层含有水分，故采出天然气中往往也具有一定含水，当含水天然气流过气井井口节流阀时，由于焦耳-汤姆森效应[1-3]，会产生较大的压降和温降以及流态的变化，有可能达到水合物的形成条件，在管道中形成水合物，从而引起管线堵塞等问题，影响生产。

当气体组分确定时，天然气水合物形成条件主要取决于流体的压力和温度，能否正确预测天然气节流后的工况参数（温度、压力），是进行水合物堵塞防治的前提和依据[4]。

基于计算流体力学软件Fluent，对气井井口节流阀前后压力及温度等工况参数变化规律进行数值分析[5-7]，为预测天然气水合物的形成及预防治理提供指导。

1 模型的建立1.1 气井生产参数以庆深气田徐深1井生产数据为依据，研究节流阀前后气体工况参数，并进行数值模拟分析。

节流参数见表1。

1.2 几何模型与网格划分在结构图（图1）的基础上，建立如图2的三维模型，该固定式节流阀是一个直管段，它由三段组成，其中， D=62 mm， d=2 mm，比值 d/D=0.032；沿着流动方向， L1=300 mm， L2=20 mm，L3=1 000 mm。

基于Fluent的调节阀内部流场数值模拟

基于Fluent 的调节阀内部流场数值模拟徐宏海1杨丽1詹宁2（1北方工业大学机电工程学院，北京100041）（2北京市埃珂特机电技术有限公司，北京100037）Numerical simulation based on fluent about flow field of control valveXU Hong-hai 1，YANG Li 1，ZHAN Ning 2（1College of Electromechanical Engineering ，North China University of Technology ，Beijing 100041，China ）（2Beijing ACT Mechanical &Electronic Tech.Ltd.，Beijing 100037，China ）文章编号：1001-3997（2009）07-0214-02【摘要】建立了调节阀内部流场三维模型，采用通用CFD 软件Fluent 对其内部复杂流场进行了三维粘性数值模拟，通过对调节阀流量系数模拟值与理论值的比较，表明应用Fluent 对调节阀进行模拟计算是可靠的，为调节阀结构改进提供了理论依据。

关键词：调节阀；内部流场；数值模拟；流量系数【Abstract 】It established internal 3D flow field of control valve.The numerical simulation of control valve was accomplished with the common software Fluent .By comparing simulation value and theoretical value of flow coefficient ，it is proved that Fluent is effective in the flow field simulating of control valve.It can provide theory basic for the structure improvement of control valve.Key words ：Control valve ；Internal flow field ；Numerical simulation ；Flow coefficient中图分类号：TH16，TK414.1+8文献标识码：A＊来稿日期：2008-10-121引言研究的电动调节阀主要用于空调、制冷、采暖等楼宇自动控制系统中冷/热水，蒸汽的流量调节。

基于FLUENT的锥形节流阀数值模拟和气穴分析

２０１６年第４５卷第３期第５８页
石油矿场机械犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜
２０１６，４５（３）：５８６１

文章编号：１００１３４８２（２０１６）０３００５８０４
基于犉犔犝犈犖犜的锥形节流阀数值模拟和气穴分析
锥形节流阀是油气开采节流压井的关键设备，通过节流阀可方便控制流量与压力，应用广泛。［１］锥形节流阀结构虽然简单，但内部流场复杂，油液经过阀口位置时速度重新分布，并且容易产生漩涡，出现气穴现象；气泡分离出来后，周围高压压缩气泡，迅速破裂，并凝结成液体，局部产生高温和高压；巨大冲击力敲落或崩掉阀座和阀芯的金属表面，影响阀门的工作。许慧对［２］阀芯固定和阀芯运动的２种
收稿日期：２０１５０９２９基金项目：国家自然科学基金（５１４０５４２０）；江苏省产学研前瞻性创新资金项目（ＢＹ２０１４１０８０４）；江苏省“六大人才高峰”项
目（２０１３ＺＢＺＺ０２６）作者简介：张圆（１９９０），男，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为ＣＡＤ／ＣＡＭ。
犖狌犿犲狉犻犮犪犾犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱犆犪狏犻狋犪狋犻狅狀犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犜犪狆犲狉犜犺狉狅狋狋犾犻狀犵犞犪犾狏犲犫犪狊犲犱狅狀犉犔犝犈犖犜
ＺＨＡＮＧＹｕａｎ１，２，ＺＨＯＵＨａｉ１，ＨＵＡＮＧＪｉａｎｊｕｎ１，ＧＯＮＧＫａｉ１，２
（１．犢犪狀犮犺犲狀犵犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犢犪狀犮犺犲狀犵２２４０５１，犆犺犻狀犪；２．犑犻犪狀犵狊狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犣犺犲狀犼犻犪狀犵２１２０１３，犆犺犻狀犪）

基于Fluent液压阀流场的动态仿真及可视化研究

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( & 0 .* !- ) ) & 0 .*
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式中， -/ ’ . 是与结点 . 相连的节点数 . 是结点 . 的位移，目， 0 .* 结点 . 与相连的节点 * 之间的弹性常数，定义为 0 .* % 6 ) ! 1 -. ( -* 1 当边界结点位移己知时，就可以用 <’-)5# 扫描算法求解上述方程。得到收敛解后，内部结点的位置被更新。当边界结点的位移相对局部网格的尺寸很大时，网格的质量将变得很差。为避免这一问题， 3&%,*( 软
,
其中 ’ 和 ’ X 6 代表了一个时间序列， ’ 代表了当 ’ X 6 下一步的时间，第 ’ X 6 个时间体积为前步时间， " ’ #6 % " ’ # G" !! G!
G" ) G! 是控制体积的时间导数，为了满足网格守恒定律，控制体积的体积时间导数为 G" % G!
*H ’+
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*"
/ #6 ’. ’.
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"#$%&’ 求解器选择
在 3&%,*( 软件中输入 4’$5#( 的网格模型后，根据
实际情况对求解器作如下参数设定： G,H#*,+ $)G,&I + I)&J,K。设定采用非耦合方式。 LA 轴对称，非稳态； G,H#*,+$)G,&I+J#I-)%I。选择粘度模型为紊流； G,H#*,+$)G,&I+,*,K/0。加入能量计算方程； G,H#*,+$’(,K#M&I。定义物质属性。选取油作为流动力粘度为 OS 6T D’・I。动介质，其密度为 N1O P/ Q $R ， G,H#*,+5)%*G’K0 -)*G#(#)*I。定义边界条件：入口出口压力为 OS 6O62 ?D’。压力为 OS 11L ?D’， G,H#*, + %I,K U G,H#*,G + H%*-(#)*I + -)$V#&,G。设定通过 W9 X X 编程的阀芯运动方程 G,H#*, + G0*’$#- $,I. + V’K’$,(,KI。设置最大单元体积为： OS 6L $$R ，最小单元体积为： OS OOO 66 $$R 。

基于Fluent的滑阀阀口流动特性仿真分析

基于Fluent的滑阀阀口流动特性仿真分析张青兰;王玉柱【摘要】运用流场仿真软件Fluent对滑阀阀口流道进行了流动特性的仿真分析，研究了不同沉割槽尺寸、开度下的压力分布截面图、速度分布截面图和三维流线图，以减小阀口在启、闭过程中的不利影响因素。

%Based on fluent software, the flow characteristics of the orifice of slide valve are simulated. The sectionof pressure and velocity distributions and three-dimensional flown lineplot are studied according to different undercut slot dimension and opening of slide valve ,which can reduce the disadvantage influence in opening process and closing process of slide valve.【期刊名称】《机电设备》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P82-87)【关键词】控制滑阀;流动特性;仿真分析;Fluent【作者】张青兰;王玉柱【作者单位】中国船舶重工集团公司第704研究所，上海 200031;中国船舶重工集团公司第704研究所，上海 200031【正文语种】中文【中图分类】TC21随着科学技术的迅速发展及工业水平的提高，对液压系统的性能要求越来越高，从而对液压元件的设计、制造也提出了更高要求。

滑阀是换向阀常用的形式，阀口的结构及开口量决定了阀内流体的流动情况，对阀的流量特性、冲击及噪声有重要影响。

由于实际使用的滑阀结构和尺寸多种多样，液流在滑阀中的流动状态无法观测，而通过试验对影响液流流态的各种因素进行全面研究十分困难[1-2]。

基于 Fluent 的节流阀油液空化流场数值分析

基于 Fluent 的节流阀油液空化流场数值分析李贝贝;刘秀梅;龙正;贺杰;李文华【摘要】基于计算流体动力学方法，数值研究了节流阀开度变化对节流阀内油液压力场、速度场及空化区域的影响。

流道内压力较大区域位于上流道，压力较小区域位于下流道。

节流口处压力梯度随阀口开度减小呈增大趋势；液压油低流速区分布在上游槽底部、阀芯顶端及阀腔拐角处。

随着阀口开度减小，在通流截面积和油液黏性阻力共同作用下，通过节流口处流体流速呈先增大后减小趋势；在上游阀座底部、阀芯顶端处、阀腔拐角附近存在三个回流区，该回流区面积随阀口开度减小而减小；由于节流口处气体体积分数较高，因此空化初始位置位于节流口阀座附近，下游空化区则是游离性气泡群造成的。

此外，随着开度进一步减小，空化强度呈先增强后减弱趋势，空化区域也呈先扩大后缩小趋势。

%Based on computational fluid dynamics,characteristics of cavitation flows in a throttle valve with different openings and pressures were studied.The influences of openingon flow pressure,flow velocity and cavitation region were also investigated.The numerical results showed that the maximum pressure is located at the upstream of the flow channel,and the minimum pressure is located at the downstream of the flow channel;the pressure gradient for oil flowing increases with decrease in opening;the low-velocity regin of oil isat the top of valve rod,the corner of the channel and the corner of the valve seat;with decrease in opening,the oil flow velocity passing through the port increases firstly and then decreases under the action of cross-sectional area and oil viscosity;there are three recirculation zones at thetop of valve rod,the corner of the channel and the corner of the valveseat,they all decrease with decrease in valve opening;the cavitation initial position is near the valve seat,and the cavitation region at the downstream is caused by uncombined bubble clusters;in addition,with decrease in valve opening,both the cavitation intensity and cavitation region increase firstly and then decrease.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)021【总页数】5页(P54-58)【关键词】节流阀;流场分析;空化;数值模拟【作者】李贝贝;刘秀梅;龙正;贺杰;李文华【作者单位】中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116; 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州 310027; 中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TH137;O359液压技术利用液体压力能进行能量传递，具有动作迅速、功率密度大、运动平稳、易于实现过载保护等诸多优点，在工业中已取得了广泛的应用［1－3］。

LUDV多路阀中节流阀的仿真分析

逐渐达到平衡，口维持一个适当的开口。当换向阀阀
ＬＤＵＶ液压系统原理图如图ｌ示，ＵＶ系统中所ＬＤ检出最高负载压力不采用梭阀网络，是采用三位三而通压力补偿阀，此压力补偿阀实际上起了负荷均衡器的作用，使得工作中的各联换向阀的压差相等，就是也
通信联系人：徐兵，，授，士生导帅．ｍｉ：ｘ＠ｕｅｕＯ男教博Ｅ－ａｌｂｕ．ｄ．ｉｌ
第９期
张圣峰，：ＵＶ多路阀中节流阀的仿真分析等ＬＤ
为了避免ＬＳ油路形成困油，增加系统的稳定性，因此在ＬＤＵＶ多路阀的进油联设有泄荷机构一节流阀。本研究应用ＡＳｍ仿真软件建立节流阀模型，ＭＥｉ
多路阀实物图与ＬＤ多路阀中的节流阀如图ＵＶ
２图３所示，ＵＶ多路阀是系统的核心部件之一，、ＬＤ由
进油联、向联和回油联共３部分组成。该多路阀包换
含了ＬＤＵＶ液压系统所需要的主要元件：向阀、换主安
偿阀、路换向阀、导供油装置、多先液压执行器和管路
泛应用于各类挖掘机的液压系统。由于该系统只采用
一
等组成，中具有负载补偿功能的多路阀一般称为其
ＬＤＵＶ多路阀 ¨ 。
个变量泵，掉了复杂的合流控制系统，省减小了系统
，

应用Fluent研究阀门内部流场

应用Fluent研究阀门内部流场应用Fluent研究阀门内部流场随着工业的发展和科技的进步，阀门作为流体控制的重要装置，在工业生产和工艺中起到了至关重要的作用。

阀门的设计与应用直接影响到流体的流量、压力、温度和质量等参数，因此对阀门内部流场的研究变得尤为重要。

近年来，随着流场仿真技术的快速发展，通过数值计算方法进行阀门内部流场的研究成为了一种高效且可行的方法。

本文将介绍应用Fluent 软件研究阀门内部流场的方法及其应用。

首先，我们需要了解Fluent软件的基本原理和功能。

Fluent是一种广泛应用于流体动力学仿真的商业软件，它基于有限体积法和控制方程组，并通过迭代求解方法来模拟流体的流动和传热过程。

Fluent具有强大的前后处理能力和广泛的物理模型，能够模拟流体的不可压缩流动、可压缩流动、湍流流动、多相流动、传热过程以及化学反应等。

在研究阀门内部流场时，首先需要对阀门及其周围的几何形状进行建模。

通过Fluent的几何建模工具，可以根据实际情况建立阀门的三维几何模型。

在建模过程中，需要根据实际情况确定流体的进出口以及其他相关的边界条件，如壁面的摩擦、热传导等。

同时，还需要设定流体的初始条件，如初始速度、初始温度等。

完成几何模型和边界条件的设置后，接下来就是进行数值计算。

Fluent软件提供了多种求解器和算法，可以根据流体的特性选择合适的求解方法。

对于阀门内部流场的研究，常用的求解器有RANS（雷诺平均应力）求解器、LES（大涡模拟）求解器和DNS（直接数值模拟）求解器等。

其中，RANS求解器适用于稳态流动，LES求解器适用于湍流尺度较大的不稳定流动，而DNS求解器适用于湍流尺度较小的高精度计算。

进行数值计算过程中，需要设定合适的网格划分。

网格划分的细密程度直接影响到数值计算的精度和耗时。

Fluent提供了多种网格划分方法，如结构化网格划分和非结构化网格划分等。

合理的网格划分可以减小误差，并提高计算效率。

ANSYS教学算例集FL_阀门动态运动仿真分析

目录关键字：算例来源：ANSYS Fluent Tutorial1.摘要 (1)2. 案例描述 (1)3. 操作步骤 (1)3.1. 创建工作目录并启动Fluent (1)3.2. 导入网格文件 (2)3.3. General一般设置 (2)3.4. Models模型设置 (5)3.5. Materials材料设置 (6)3.6. Cell Zone Conditions设置 (6)3.7. Boundary Conditions设置 (8)3.8. Solution Methods求解方法设置（稳态求解） (10)3.9. Solution Controls松弛因子设置查看 (10)3.10. Monitors监视设置 (11)3.11. Initialization初始化 (11)3.12. Run Calculation运行计算 (12)3.13. 瞬态求解 (13)3.14. Post-processing后处理 (22)4. 本章小结 (24)1. 摘要止回阀通常用于控制管路系统的单向流动，他们通常被用来作为缓冲压力装置，当压力超过一定水平时，允许流体离开该区域。

通常阀体被连接到一个弹簧装置上，弹簧将球体推至阀座以关闭流动。

本算例使用ANSYS Fluent 19.0软件，对一球阀装置进行仿真，文档内包含详细的网格导入、模型选择、材料物性、边界条件、求解参数、后处理的设置。

通过UDF和动网格功能实现球阀开闭过程的仿真计算。

2. 案例描述本算例为一二维轴对称阀门几何，流体从左边进口以一定流量进入，从右边以恒定压力流出，驱动球体运动。

在本算例中，球阀瞬态运动由弹簧力、重力和液压力共同作用形成，本例中阀门在关闭时并非完全关闭。

关闭时，球体和阀座之间任然存在一层网格拓扑。

3. 操作步骤3.1. 创建工作目录并启动Fluent在硬盘上创建英文名称的文件夹（例如Valve），将网格文件valve.msh，待编译C 文件valve.c拷贝至该目录下。

节流阀的fluent仿真

流场仿真结课作业新型节流阀的流场数值分析姓名郑文婧学号学院能源与动力工程专业动力工程2014年7月7日新型节流阀的流场数值分析摘要：节流阀广泛应用于液压控制系统中，对其阀腔内部的流场进行详细的分析，尤其是液动力的精确预测，对节流阀的优化设计至关重要。

该文采用计算流体动力学（CFD）的方法对一般节流阀建立CFD流体动力学模型，分析其压力分布以及速度分布，优化其结构形式，并对该改进后的新型节流阀内的流场进行分析，与一般节流阀的流场情况进行比较，得出新型节流阀油液在阀腔内更平缓，增加了其寿命。

关键词：节流阀；流场；CFDAbstract: The throttle valve is widely used in the hydraulic control system, the valve internal flow field of a detailed analysis, especially in the fluid power of accurate prediction, is of prime importance in the optimization of throttle valve design. This paper adopts the method of computational fluid dynamics (CFD .CFD fluid dynamics model is established for the average throttle valve, and analyzes the pressure distribution and velocity distribution, optimizing its structure, a new type of throttle valve and the improved within the flow field wereanalyzed, and compared with general flow field of throttle valve, it is concluded that the new throttle valve oil in the cavity is more gentle,and it can increase its life.Key words: throttle valve; flow field; CFD1 引言节流阀广泛应用于液压控制系统的调速和延时回路中，稳态液动力(下称“液动力”是影响单向节流阀性能的关键因素之一，不仅决定换向阻力，同时也影响节流阀的精确控制[1]。

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
基于FLUENT 的节流管式调节阀结构优化
应用三维建模软件Pro/ENG
调节阀是流体输送系统中重要的控制部件，广泛应用于核电领域。

核动
力装置对调节阀的性能要求都很高，不仅要确保调节品质，还需要降低阀门功耗。

节流管式调节阀是哈尔滨工程大学研制的一种新型调节阀，用于流体输送管道的流体压力或流量的调节，特别适用于核动力装置各回路系统。

它采用自身的高压流体作为工质，通过调整节流管端面与活塞中心处的轴向泄流孔端面之间的间隙来改变活塞两侧受控流体的压差，进而使与活塞联动的阀盘移动并精确平衡在所要求的位置上。

近年来，随着计算机和计算流体力学(CFD)的发展，数值模拟的优越性越来越明显，已经开始用于研究流体机械的内部流动。

节流管式调节阀的内部结构比较复杂，本文运用CFD 软件FLUENT 对其内部流场进行了三维数值模拟，并详细研究了不同阀门结构的内部流场受力情况和阀门驱动电机功耗。

1、节流管式调节阀结构及三维建模本文应用三维建模软件Pro/ENG
1.1、建立流道模型
牙型角α=60°，牙侧角; 螺杆和螺母的材料均为钢，查得螺纹副的摩擦系数f=0.17;
螺纹当量摩擦角ρ’，其正切值为：
螺纹升角ψ是螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角，其正切值为：
在螺杆和螺套管之间存在螺旋传动，该螺纹副的传动效率为：
假定电机的工作效率为100%，电机沿竖直轴线转动，通过螺杆传动向下。