|佛山路灯安装车出租|佛山路灯维修车出租公司|佛山路灯车公司|    ♊ 认理不认人,   不怕不了事    ♊    针对双比例中继阀的预控压力输入为350kPa时，对瞬态流场变化进行研究,    求解器采用压力基求解器，湍流模型为Realizablek模型，采用Coupled算法。各壁面设为绝热壁面，入口设为压力入口边界条件，出口设为压力出口边界条件，预控压力入口给定350kPa，储风缸压力入口给定800kPa，排大气压力出口给定0kPa。总体仿真流程，在每个时间步内，通过求解器的求解，求得运动部件的合力，然后通过阀芯动力学方程求得运动部件的加速度、速度以及位移，再通过UDF更新流场边界，重新划分网格再次重复计算。

    （1）动网格技术运用Fluent的动网格技术可用来模拟由于计算域边界发生改变，而引起计算域随时间变化的流动问题，可以根据流场边界的改变在计算时对网格重新划分，实现瞬态问题的实时模拟，确保双比例中继阀瞬态流场仿真结果的可靠性。Fluent中动网格划分技术有3种方法：铺层法、弹性光顺法、局部重构法。铺层法是根据计算区域的扩张或收缩来相应地生成网格或合并网格，适用于结构网格，不适用于非结构网格，比较适用于边界线性运动的情况。弹性光顺法是随着边界的移动，计算域中的网格像弹簧一样被拉伸或压缩，网格并不消除或生成，节点之间的连接关系与节点数量也不发生改变。在单独使用弹性光顺法时，只适用于计算域边界小变形或小位移的问题的模拟。局部重构法是对弹性光顺法的另一个补充，随着边界的移动，计算域内的网格发生拉伸或压缩，当网格尺寸过大或是扭曲率过大时，会在局部消除并重生成网格，以使网格扭曲率与尺寸满足设定的要求。局部重构法仅适用于非结构网格在大变形或大位移的情况。本文对于双比例中继阀在瞬态仿真中，供风与排风开度的变化，使用铺层法生成与消除网格，实现计算域的实时动态变化。当阀芯等部件运动到新的位置时，网格通过铺层法重新划分网格。

    （2）自定义函数UDFUDF是Fluent中的用户自定义函数，可以动态地连接到Fluent求解器上，实现对Fluent标准界面无法实现的某些特殊需求的定制。它具有多种功能，包括：定义材料属性、定义输运方程的源项、定义边界条件、读写文件等功能。本文需要运用UDF实时地从Fluent求解器中获得流场参数，代入动力学方程计算出运动部件的位移与速度，并将速度赋予到相应的运动边界上，通过动网格技术实时更新网格，然后再次求解流场。本文设计的UDF程序框架，根据获取的活塞顶头与阀芯的位移判断是处于供风工况、排风工况还是平衡位置，分别生成相应的tmp文件，便于scheme程序判断作出边界条件的转换，再获取运动部件受力，计算运动部件位移与速度，最后动网格重划网格，进入下一时间步的计算。

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     （3）边界条件的自动变换对于双比例中继阀在供风、排风、平衡3个工况的转换，需要对虚拟边界的边界条件类型进行转换，而在UDF并不能实现边界条件类型的改变。改变边界条件类型可以在Fluent的TUI命令中实现，因此可以将改变边界条件类型的TUI命令写到scheme程序中，并编写改变边界条件类型的条件判断语句。在Fluent中CalculationActivities中设置每个时间步调用一次scheme程序，通过查找UDF程序生成的标志文件，判断双比例中继阀处于哪种工况，从而改变边界条件类型。

      （4）时间步长的选取对于瞬态计算，影响计算精度与计算时长的一个重要参数是时间步长，该参数确定了计算的时间分辨率，以及计算稳定性。对于动网格问题，时间步长选择过大，很容易导致出现负网格，同时也会造成较大的计算误差；时间步长选择过小，会大大增加计算量，延长计算时长。时间步长通常采用库朗数进行估计计算。确定了流体在一个时间步内穿越的网格数，一般取值1~10，在一些特殊问题也可以取更大的值。阀口处的流动速度为100m/s左右，网格尺寸为0.0005m，库朗数取10，则时间步长为5-510s。初始步长选取为1-510s，1100个时间步后计算稳定，时间步长选取为5-510s，一共计算1s，一共18680个时间步。

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