節(jié)流閥內部流場數值模擬分析畢業(yè)論文

1、.建筑與技術學院畢業(yè)設計（論文）摘要單向節(jié)流閥是流體傳動和控制技術中的重要基礎元件，節(jié)流閥的流場特性直接影響節(jié)流閥的性能。本文結合CFD（Computational Fluid Dynamics）軟件FLUENT對節(jié)流閥的流場進行了數值模擬和分析。根據實際使用中節(jié)流閥的參數，利用Solid Works軟件建立了閥門的三維幾何模型。使用 FLUENT 預處理軟件GAMB IT進行網格劃分。兩種模型流場的穩(wěn)態(tài)數值模擬均在FLUENT軟件中進行。當主閥閥芯特性不同、邊界條件相同、孔口開度不同、邊界條件相同時，對流場進行模擬，找出影響閥芯壓力和速度分布的因素。在模擬主閥口時，比較了不同開度下沿過程的壓

2、力分布，進而選擇最合適的主閥閥芯形狀和開度。在對阻尼孔進行數值模擬時，主要考慮節(jié)流閥開度兩端的壓差，求出兩端壓差較小的阻尼孔的直徑值。關鍵詞：單向節(jié)流閥，部分流場，數值模擬摘 要單向節(jié)流閥是基于流體傳輸和控制技術的最重要的部件，閥內溢流閥的流場特性直接影響閥門的性能。本文利用計算流體力學CFD（Computational Fluid Dynamics）軟件FLUENT對先導式溢流閥的流場進行計算和數值模擬分析。本文根據實際使用先導式溢流閥的參數，利用Solid Works軟件，建立了先導式溢流閥的三維幾何模型。 FLUENT 軟件，使用 GAMB I T 網格劃分的前處理工程。 FLUENT軟

3、件中兩種模型的流場穩(wěn)態(tài)數值模擬?；y在不同邊界條件下的主要特性和阻尼相同的孔徑不同，在相同的邊界條件下模擬流場以確定影響閥芯壓力和速度分布的因素。在模擬主閥口、主閥結構時，分別比較了球錐閥錐的結構，錐體平端閥結構沿途壓力分布，然后選擇最適合這里特性的主閥閥芯.對阻尼孔的數值模擬，重點考察兩端壓差的小阻尼，找出兩端壓差小直徑的阻尼值。關鍵詞：單向節(jié)流閥流場 數值模擬目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231744751 目錄III HYPERLINK l _Toc231744752 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc231744752 h 1 HYPERL

4、INK l _Toc231744753 1.1簡介 PAGEREF _Toc231744753 h 1 HYPERLINK l _Toc231744754 1.2節(jié)流閥的用途2 HYPERLINK l _Toc231744755 1.3單向節(jié)流閥3 HYPERLINK l _Toc231744756 1.3.1孔口堵塞原因4 HYPERLINK l _Toc231744757 1.3.2減少孔口堵塞的措施4 HYPERLINK l _Toc231744758 1.3.3單向流量閥特點4 HYPERLINK l _Toc231744759 1.4節(jié)流閥歷史研究成果6 HYPERLINK l _T

5、oc231744760 1.5國外采用CFD軟件的液壓閥研究現狀7 HYPERLINK l _Toc231744761 1.6單向節(jié)流閥的未來發(fā)展8 HYPERLINK l _Toc231744762 1.7選題的目的和意義9 HYPERLINK l _Toc231744763 1.8本文研究內容10 HYPERLINK l _Toc231744764 1.9章節(jié)總結11 HYPERLINK l _Toc231744765 第二章單向節(jié)流閥的設計12 HYPERLINK l _Toc231744766 2.1單向節(jié)流閥的結構和工作原理： PAGEREF _Toc231744766 h 1 2

6、HYPERLINK l _Toc231744767 2.2單向節(jié)流閥面臨的技術挑戰(zhàn)： PAGEREF _Toc231744767 h 1 3 HYPERLINK l _Toc231744768 2.3解決方案和設計 PAGEREF _Toc231744768 h 1 4 HYPERLINK l _Toc231744769 2.3.1氣蝕問題的解決方案 PAGEREF _Toc231744769 h 1 4 HYPERLINK l _Toc231744770 2.3.2漏電和拉絲腐蝕問題的解決方案 PAGEREF _Toc231744770 h 1 5 HYPERLINK l _Toc23174

7、4771 2.3.3振動、噪聲、工作穩(wěn)定性問題解決方案 PAGEREF _Toc231744771 h 1 6 HYPERLINK l _Toc231744772 2.4本章設計結果 PAGEREF _Toc231744772 h 1 7 HYPERLINK l _Toc231744773 2.5章節(jié)總結 PAGEREF _Toc231744773 h 1 7 HYPERLINK l _Toc231744774 第 3 章單向節(jié)流閥建模18 HYPERLINK l _Toc231744775 3.1 3D 建模介紹 PAGEREF _Toc231744775 h Solidworks 1 8

8、HYPERLINK l _Toc231744776 3.1.1 Solid Works 軟件基本內容： PAGEREF _Toc231744776 h 1 8 HYPERLINK l _Toc231744777 3.1.2 Solid Works軟件特點： PAGEREF _Toc231744777 h 1 9 HYPERLINK l _Toc231744778 3.2單向節(jié)流閥流路建模20 HYPERLINK l _Toc231744779 3.2.1單向節(jié)流閥部分腔流道模型20 HYPERLINK l _Toc231744780 3.2.2單向節(jié)流閥閥芯簡化實體模型21 HYPERLINK

9、 l _Toc231744782 3.3章節(jié)總結21 HYPERLINK l _Toc231744783 第4章單向節(jié)流閥仿真22 HYPERLINK l _Toc231744784 4.1計算流體力學的特點22 HYPERLINK l _Toc231744785 4.2 Fluent軟件介紹23 HYPERLINK l _Toc231744786 4.2.1 Fluent程序的結構 PAGEREF _Toc231744786 h 2 4 HYPERLINK l _Toc231744787 4.2.2 Fluent 程序可以解決的問題 PAGEREF _Toc231744787 h 2 5 H

10、YPERLINK l _Toc231744788 4.3單向節(jié)流閥仿真基礎知識 PAGEREF _Toc231744788 h 2 5 HYPERLINK l _Toc231744789 4.3.1仿真的主要數值方法 PAGEREF _Toc231744789 h 2 5 HYPERLINK l _Toc231744791 4.4模型仿真 PAGEREF _Toc231744791 h 29 HYPERLINK l _Toc231744792 4.4.1單向節(jié)流閥主通道的嚙合和流體分析 PAGEREF _Toc231744792 h 29 HYPERLINK l _Toc231744793 4

11、.4.2單向節(jié)流閥孔口開度為 4 mm 時的流道分析31 HYPERLINK l _Toc231744794 第 5 章 總結與展望 PAGEREF _Toc231744794 h 3 6 HYPERLINK l _Toc231744795 參考文獻 PAGEREF _Toc231744795 h 3 7 HYPERLINK l _Toc231744796 至 PAGEREF _Toc231744796 h 4 0 HYPERLINK l _Toc231744797 附件一：英文科技文獻翻譯 PAGEREF _Toc231744797 h 4 1 HYPERLINK l _Toc2317447

12、98 附錄 2：畢業(yè)設計作業(yè) PAGEREF _Toc231744798 h 4 6.第一章介紹1.1 簡介：社會的發(fā)展要求人類賴以生存的環(huán)境是安全、無污染、高度文明、優(yōu)美的環(huán)境。因此，科學技術需要朝著安全、生態(tài)、藝術和環(huán)境系統優(yōu)化的目標發(fā)展。自帕斯卡定理發(fā)明數百年來，液壓以其防銹、潤滑性好、粘度高等優(yōu)點而得到廣泛應用。人類以礦物油為液壓系統的工作介質，創(chuàng)造了一代又一代由液壓油驅動和控制的各種主機系統，為社會生產力的發(fā)展做出了巨大貢獻。但是，液壓系統的安全問題也凸顯出來。液壓系統中的節(jié)流閥是重要的液壓元件，它可以調節(jié)液壓系統的工作流量，保證整個液壓執(zhí)行器的安全。由于在實際工作中，泵提供的流量往

13、往大于工作流量，因此對于帶有節(jié)流閥的系統，節(jié)流閥必須控制流入或流場執(zhí)行器的流量，以控制元件的速度。造成很大的壓力損失。本課題從改進和優(yōu)化節(jié)流閥的分流道入手，通過流場數值分析的方法降低液壓系統的分壓損失，進而得到更為合理的分流道。本項目的目的是利用所學的流體力學、液壓和控制方面的知識，為優(yōu)化節(jié)流閥的流場做理論研究。本次設計的主要內容分為：原理部分、三維實體建模部分和流場分析部分。1.2 節(jié)流閥的用途：圖 1-1 單向節(jié)流閥節(jié)流閥是重要的液壓元件，主要用于改變相關閥口的通流面積，從而調節(jié)液壓系統的工作流量，保證整個液壓執(zhí)行器的安全。節(jié)流閥主要用于油田鉆井、油井測試、固井等高壓管道。通過調節(jié)節(jié)流閥桿

14、來改變節(jié)流孔的面積，以達到調節(jié)管道壓力和流量的目的。一、節(jié)流閥的性能要求：流量調節(jié)范圍大，流量變化平穩(wěn)；泄漏量小，如果有外泄油口，外泄量也應??；調節(jié)力矩小，動作敏捷。二、節(jié)流閥的分類及工作原理節(jié)流閥是一種通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度來控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥與單向閥并聯可構成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡單的流量控制閥。在定量泵的液壓系統中，節(jié)流閥和溢流閥配合構成三個節(jié)流調速系統，即進油節(jié)流調速系統、回油回路節(jié)流調速系統和旁通節(jié)流調速系統。速度系統。節(jié)流閥沒有負流量反饋功能，不能補償負載變化引起的轉速不穩(wěn)定。一般只用于負載變化不大或對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。具有節(jié)流功能的閥門按其功能分

15、為節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、精密節(jié)流閥、節(jié)流截止閥和單向節(jié)流截止閥；根據節(jié)流口的結構，節(jié)流閥有針型、沉槽型、偏心槽型、錐閥型、三角槽型、薄刃型等；節(jié)流閥按其調節(jié)功能可分為簡易型和可調型兩種。1.3 單向節(jié)流閥：單向節(jié)流閥根據油液流向的不同可作單向閥或節(jié)流閥。它主要由調節(jié)桿、推力、閥體、閥芯和彈簧組成。軸向三角槽型。但有時，為了分析節(jié)流閥的流場，可以將節(jié)流口和節(jié)流流道簡化，簡化建模，以方便分析計算。1.3.1 孔口堵塞的原因（1）油中的機械雜質或氧化析出的膠體、瀝青、碳渣等污染物在節(jié)流間隙內積聚；(2)由于油品老化或被擠壓后產生帶電的極化分子，加之節(jié)流間隙金屬表面存在電位差，極化分子被吸附到間隙表面形

16、成牢固的邊界吸附層。厚度一般為5-8微米，影響節(jié)流間隙的大小。當上述堆積物和吸附物堆積到一定厚度時，它們會被液流沖走，然后重新吸附到閥口。這樣就形成了流動的脈動；（3）閥口壓差較大時，由于閥口溫度高，液體的擠壓程度增強，金屬表面更易摩擦形成電位差，所以在壓差大時容易造成堵塞。1.3.2 減少孔口堵塞的措施(1)選擇水力半徑大的薄邊孔板；（2）精密過濾，定期更換油品；(3)適當減小孔板前后的壓差；使用電位差小的金屬材料和氧化安定性較好的油，以降低孔口的表面粗糙度。1.3.3 單向節(jié)流閥特點(1)結構比較簡單，制造維修方便，成本低；(2)調整精度不高，不能用于調整；（3）密封面易被侵蝕，不能用于截

17、斷介質；(4)密封性能差。節(jié)流閥按通道方式可分為直通式和角式兩種；按啟閉件的形狀分為針形、槽形和窗形三種。節(jié)流閥的安裝和維護應注意以下事項：閥門經常需要操作，應安裝在方便面操作方便的位置；安裝時注意介質方向和閥體上標明的箭頭方向。為保證流量穩(wěn)定，孔口的形式以易薄壁、小孔為理想。以下是幾種常用的節(jié)流形式：針閥式節(jié)流孔，通道長，濕周大，易堵塞，流量受油溫影響大。一般用于性能要求不高的場合。偏心槽型孔板與針型孔板性能相同，但制造容易。其缺點是作用在閥芯上的徑向力不平衡，轉動閥芯比較困難。適用于對流量大、流量穩(wěn)定性要求不高的場合。軸向三角槽式節(jié)流孔結構簡單，水力直徑中等，可獲得較小的穩(wěn)定流量，調節(jié)范圍

18、大，但節(jié)流通道有一定長度，油溫變化對流量有一定影響。被廣泛使用的。周向狹縫式孔口沿閥芯圓周有不同寬度的槽口，可通過轉動閥芯來控制開口的大小。閥口做成薄葉片狀，通道短，水力直徑大，不易堵塞。軸向狹縫式孔口，如圖所示的薄壁閥口加工在閥孔的襯套上，通過閥芯的軸向移動可以改變開口的大小。在液壓傳動系統中，節(jié)流元件和溢流閥與液壓泵出口并聯，形成恒壓油源，使泵出口壓力恒定。節(jié)流閥和安全閥相當于兩個并聯液阻。液壓泵的輸出流量保持不變。通過節(jié)流閥進入液壓缸的流量和通過溢流閥的流量由節(jié)流閥和溢流閥決定。流量閥的液體阻力由相對尺寸決定。節(jié)流閥型是通過大面積改變液體阻力來調節(jié)流量的元件。因此，可以通過調節(jié)節(jié)流閥的液

19、體阻力來改變進入液壓缸的流量，從而調節(jié)液壓缸的運動速度；但是，如果回路中只有一個節(jié)流閥，而沒有與之并聯的安全閥，則節(jié)流閥將被節(jié)流。閥門不起到調節(jié)流量的作用。液壓泵輸出的液壓油全部通過節(jié)流閥進入液壓缸。改變節(jié)流孔的大小只會改變節(jié)流口的壓降。節(jié)流閥小，流速快；節(jié)流閥大，流量慢，總流量恒定，所以液壓缸的運動速度不變。因此，使用節(jié)流元件調節(jié)流量是有條件的，即需要一個接受節(jié)流元件壓力信號的環(huán)節(jié)（溢流閥或與其并聯的恒壓變量泵）。通過這個環(huán)節(jié)，可以補償節(jié)流元件的流量變化。節(jié)流閥的剛性表示其抵抗負載變化干擾并保持流量穩(wěn)定的能力，即在節(jié)流閥開度不變的情況下，由于壓差的變化，通過節(jié)流閥的流量發(fā)生變化。閥的前后之間

20、。流量變化越大，節(jié)流閥的剛性越大；相反，它的剛性越小。1.3.4 節(jié)流閥的壓力和溫度補償由于普通節(jié)流閥的剛性較差，在一定節(jié)流開度的情況下，通過它的工作流量受工作負載（即其出口壓力）變化的影響，不能保持節(jié)流閥的穩(wěn)定性。執(zhí)行器的運動速度，因此它只適用于工作負載。當變化較小，速度穩(wěn)定性要求不高時，很難避免負載的變化。為了提高調速系統的性能，通常對節(jié)流閥進行壓力補償，即采取措施使節(jié)流閥前后的壓差在負載中發(fā)生變化。始終保持不變。節(jié)流閥的壓力補償有兩種方式：一種是將固定差壓減壓閥與節(jié)流閥串聯，組成調速閥；另一種是將穩(wěn)壓溢流閥并聯，構成溢流閥。流量閥。這兩種壓力補償方式都是利用流量變化引起的油路壓力變化，通

21、過閥芯的負反饋作用自動調節(jié)節(jié)流部分的壓差，使其保持不變。對節(jié)流閥液壓傳動系統的主要要求是：1）流量調節(jié)范圍大，流量調節(jié)要均勻； 2）當閥門前后壓差變化時，通過閥門的流量變化不大。保證負載運動的穩(wěn)定性； 3）油溫的變化對通過閥門的流量影響不大； 4）油液通過安全閥的壓力損失?。?5）當閥口關閉時，閥門的泄漏量小。1.4 單向節(jié)流閥的歷史研究成果及應用單向節(jié)流閥的研究內容主要包括理論研究、實驗研究和數字仿真。國外于1960年代初開始研究單向節(jié)流閥。它經歷了定性和定量研究階段。單向節(jié)流閥廣泛應用于液壓控制系統的調速和延時回路中。它可以用作單向閥和節(jié)流閥。穩(wěn)態(tài)液壓動力是影響單向節(jié)流閥性能的關鍵因素之一

22、，不僅決定了換向阻力，也影響著單向節(jié)流閥的精確控制。節(jié)流閥主要用于油田鉆井、油田測試、固井等高壓管道。通過調節(jié)節(jié)流閥桿，改變節(jié)流孔的面積，達到調節(jié)管道內壓力和流量的目的。因此，其性能直接影響油田節(jié)流作業(yè)時的人身安全和工作效率。研究結果分析了高壓節(jié)流閥的故障，指出了單向節(jié)流閥的各種故障模式，并且隨著CAD/CAE技術的發(fā)展，特別是計算流體動力學技術的發(fā)展，節(jié)流閥數值流場仿真已成為優(yōu)化節(jié)流閥設計的重要手段。節(jié)流部分的氣蝕是液壓控制元件中最主要的噪聲源。目前，對油基液壓元件和系統中的流場和空化現象的深入研究較少。液壓元件的閥口形狀復雜、體積小、壓差大、流速高，使得從氣泡的微觀層面研究液壓元件的汽蝕非

23、常困難。目前，研究人員已經利用湍流模型模擬了液壓閥口高速流場的速度和壓力分布，結果已通過實驗得到驗證。同時，對閥腔壓力分布、氣蝕與噪聲的關系進行了研究。發(fā)現閥口壓力最低的區(qū)域出現在節(jié)流邊緣附近，這是由于流束轉向和流體分離造成的。背壓直接影響閥腔的壓力分布，也決定了腔泡的形狀和噪聲級的大小。因此，在實際的液壓閥中，可以通過檢測閥的流體壓力來預測可能發(fā)生氣蝕的區(qū)域。此外，在設計閥門流道時，可以通過優(yōu)化結構和參數來減少低壓區(qū)，從而控制空化的產生和發(fā)展。該研究對節(jié)流閥的結構設計和系統氣蝕噪聲的防治具有重要的參考價值。1.5 國外采用CFD軟件的液壓閥研究現狀針對一般液壓閥元件流場的數值模擬和仿真研究，

24、國外學者對液壓閥的流場和特性做了大量的研究工作，為進一步發(fā)展和改進液壓閥元件提供了建議。液壓閥的性能。堅實的理論基礎。大島茂；蒂莫萊諾等人。對比分析了水提升閥和油提升閥的特性，詳細給出了不同壓差下孔口處的壓力變化、流量系數和質量流量變化。曲線圖與閥芯上的壓力分布圖，對理論研究和數值模擬都有很好的參考。M.Borghi, Milani使用CFD軟件FIDAP 7.07 分析了安全閥在 0.4、0.7、1.0和 1.2 mm固定開度下的壓力分布、速度分布以及流量、壓力和壓差曲線。通過對閥芯表面壓力積分計算閥門的穩(wěn)態(tài)水動力，并根據公式估算出瞬態(tài)水動力與穩(wěn)態(tài)水動力的比值。村義成等人。采用實驗方法對提升

25、閥的靜動態(tài)特性進行了詳細研究； M. Kipping分別使用三種不同的介質對液壓滑閥流場進行了實驗和數值分析； M. Dietze用不同的二維和三維模型對不同錐角下的液壓閥進行了數值模擬，結果與實驗結果基本一致。Priyatosh Barman對 3D 滑閥模型進行了模擬研究。指出當滑閥的流量大、壓差大時，可能會在閥件流通區(qū)域形成汽化，在閥體和閥體表面可能形成氣蝕。泡沫破裂時的核心。使用STRA-CD流場模擬軟件進行兩相流模擬。給出了閥門流場的壓力分布、速度分布和氣體體積分布。這對于優(yōu)化滑閥的閥腔結構，防止汽蝕的發(fā)生具有一定的指導意義。西南交通大學的王國志利用三維流體分析軟件對液壓滑閥的流動狀

26、態(tài)和閥芯受力進行了數值計算，并對可視化的圖形圖像和計算結果進行了分析研究。滑閥閥芯上的液壓力，理論上很難計算，通過數值計算和可視化研究可以很容易地得到。仿真計算得到的可視化結果與理論數據基本一致，為液壓滑閥的設計提供了依據。燕山大學高殿榮教授首次將有限元方法應用于液壓技術中的各種異形流道，對液壓歧管中復雜的流道、滑閥和提升閥流場進行了數值模擬，還來自流體力學。從連續(xù)性方程和Navier-stokes方程出發(fā)，根據流動函數與渦量和流速的關系，推導出以流動函數和渦量w為變量的NS方程的變形公式，它是無量綱的。改變。大學王林祥利用湍流模型的k-二方程模型和有限體積法對滑閥通道內的流體流動進行了數值分

27、析?；ご髮W的景晶解釋了水錘現象產生的原因，并通過改進閥芯結構來降低水錘對液壓閥壽命的影響。大學紀宏通過理論分析、流場模擬、壓力分布測量等相結合，發(fā)現通過等截面截面形成二次節(jié)流或使用大楔角可以有效消除空化和噪聲?？萍即髮W王芳利用AutoCAD和UG軟件，根據先導閥的實際結構和參數，結合數學模型計算的可行性，建立了閥門的二維和三維幾何模型.網格由FLUENT預處理軟件GAMBIT劃分。兩種模型流場的穩(wěn)態(tài)數值模擬均在FLUENT軟件中進行。1.6 單向節(jié)流閥的未來發(fā)展目前，液壓系統及部件的設計分析方法都是基于半經驗的方法。一些理論公式經過多方面的簡化，一些實際問題難以解釋和處理。問題。在理論分析中

28、，很多外部因素都沒有考慮到，很多因素不斷地影響著液壓控制元件，也不斷地困擾著研究人員在液壓控制元件的理論分析和研究中。例如壓差對節(jié)流閥流量的影響、溫度對節(jié)流閥流量的影響、節(jié)流閥孔口的堵塞、節(jié)流閥孔口與閥口的氣蝕現象節(jié)流閥的漏油和節(jié)流閥結構改進等問題。因此，先進的科學技術研究并克服了上述技術問題。隨著計算機科學技術的飛速發(fā)展，研究人員逐漸開發(fā)出一系列流體分析軟件，應用CFD方法，利用Fluent流體軟件和ANSYS有限元分析軟件，進行單向結構應力和差壓流動分析。節(jié)流閥通過各方面的仿真分析，對液壓元件的實際運行情況進行了準確的計算和分析，掌握了大量的液壓元件運行仿真和優(yōu)化設計、結構改進的信息。 .

29、因此，各種更先進、更節(jié)能、更優(yōu)化的液壓控制元件相繼問世，為現代工業(yè)發(fā)展提供了更好的動力。隨著高壓、高速、大流量、高效液壓系統的發(fā)展，對節(jié)能、低噪音、環(huán)保型節(jié)流閥的研究也越來越多。從環(huán)保的角度來看，對液壓控制元件的質量提升也有積極的推動作用，并逐步取得實質性突破。1.7 選題的目的和意義20世紀是流體傳動與控制技術逐漸成熟的時代。隨著現代科學技術的飛速發(fā)展，它不僅可以作為一種傳輸方式，還可以作為一種控制方式，充當現代微電子技術與大功率控制對象之間的橋梁，成為現代控制工程中不可缺少的一部分。 .重要的技術手段。能量轉換、動力傳動與傳動控制仍是21世紀全球經濟的重要組成部分，流體傳動與控制技術在其中

30、仍發(fā)揮著極其重要和積極的作用。液壓閥對流體的控制是通過流體的流動來實現對執(zhí)行機構動作的控制，它是基于閥內流體流動的運動學和動力學。閥門的流體和固體部分之間的動態(tài)聯系，以提高閥門性能。近年來，隨著計算機技術和計算流體動力學理論的發(fā)展，應用CFD方法對液壓閥的流場進行模擬計算和可視化分析已成為液壓技術領域新的研究熱點。而流道的優(yōu)化具有重要的現實意義。當液體流經液壓閥的閥腔和閥口時，由于液體流速的變化，液壓力會作用在閥芯上。液壓控制閥的操作力必須能夠克服閥門的各種阻力，包括慣性力、摩擦力、彈簧力和水動力，其中水動力占的比例最大。液壓動力不僅影響閥門的操作力，還可能引起閥門的自激振動，影響整個系統的穩(wěn)

31、定性和可靠性。它是設計和分析液壓控制閥和液壓系統的重要因素之一。利用各種流場數值計算方法對閥門的流場進行數值計算，從而準確計算出水力是近年來閥門水力研究的熱點。水力補償提供了理論依據。目前對3D模型的研究只是模擬了開度固定時閥芯的流場特性，對閥芯運動過程中的閥流場規(guī)律和特性的理論分析較少。液壓動力是液壓控制閥設計和分析的重要因素之一。在國外的研究中，大部分研究是關于穩(wěn)態(tài)水力的機理和理論計算公式的推導。還提出了許多對穩(wěn)態(tài)液壓功率的有效補償。措施。關于閥門瞬態(tài)水力的研究較少，尚未找到統一的理論計算公式。本文主要研究高水基節(jié)流閥的流場特性。采用流場數值模擬和可視化方法進行分析。有必要研究節(jié)流閥流場的

32、流動特性和受力特性及其影響因素，確定閥門所承受的穩(wěn)態(tài)水動力的大小。領域，找出閥門結構中的薄弱環(huán)節(jié)，分析閥門的性能，為此類節(jié)流閥的優(yōu)化設計提供可靠的理論依據。這樣可以降低實驗研究的成本，縮短早期研發(fā)周期，加快高水基技術的發(fā)展，提高閥門的使用壽命和工作性能，提高閥門的流通能力，減少泄漏和壓力損失，改進加工工藝設計，解決節(jié)流閥存在的一些主要問題，具有一定的指導意義；對保障高水基介質輸送液壓支架整個電液控制系統，保障煤礦安全高效生產具有重要的現實意義。1.8 本文研究內容對液壓元件的流場進行了數值模擬，并利用CFD軟件開展了本課題的模擬研究。根據所研究的側重點，確定研究對象的初始狀態(tài)。根據所研究的側重

33、點，確定研究對象的初始狀態(tài)。SolidWorksSolidWorks確定參數特征，即具體尺寸。確定參數特征，即具體尺寸。易于修改機構的參數化建模參數，例如開口變化、流道屬性、閥門結構等變化，造型簡單快捷。Gambit可直接從CAD/CAE系統讀取Gambit數據，具有靈活便捷的幾何校正功能強大而強大的網格劃分工具。Fluent對導入的網格進行仿真分析。用戶Fluent可根據您的特殊需求定制UDF ，自定義特殊邊界條件，真實有源網格等 自適應網格可用根據流場的特性對網格進行局部細化。.本次設計的主要內容包括：1、單向節(jié)流閥的結構設計；2、單向節(jié)流閥流路分析；3、轉輪流場模擬分析；4、單向節(jié)流閥三

34、維造型圖；5.畢業(yè)論文。1.9 本章小結本章主要介紹課題研究的背景和意義，分析當前單向節(jié)流閥的主要方向，給出單向節(jié)流閥面臨的主要技術問題并提出基本解決方案，確定問題這個主題的。采取的主要工作和技術路線。本章重點分析了節(jié)流閥的結構、特點、應用和發(fā)展方向，提出了現代科學技術特別是計算機科學技術和流體分析軟件的發(fā)展和應用，以及節(jié)流閥的發(fā)展和應用。單向節(jié)流閥。技術等方面的改進起著至關重要的作用。同時，在現代先進科學技術的支持下，我們也對單向節(jié)流閥的發(fā)展提出了各種良好的期望和愿景。.第二章單向節(jié)流閥設計2.1單向節(jié)流閥的結構及工作原理：單向節(jié)流閥根據油液流向的不同可作單向閥或節(jié)流閥。它由彈簧組成，節(jié)流通

35、道呈軸向三角槽形式。單向節(jié)流閥的工作原理如下：圖2-1 單向節(jié)流閥結構示意圖假設外界（液壓泵或液壓閥）輸出的液壓油從Pj1口流入，產生的油壓作用在閥芯左端面，克服作用在閥芯上的復位彈簧的阻力，推動閥芯向右移動，并打開接頭。流量閥口，油通過徑向孔從口Pj2流出。當油液從油口 Pj1 流到油口 Pj2 時，油液不受節(jié)流，可以自由循環(huán)。此時單向節(jié)流閥主要起到單向閥的作用。假設外界（液壓泵或液壓閥）輸出的油液從Pj2口流入節(jié)流閥，則需要手動調節(jié)調節(jié)桿以克服彈簧作用在閥芯上的阻力，使閥芯軸向移動并打開閥口。此時，油液通過三角槽和閥芯上的孔從通道口Pj1流出。通過改變節(jié)流口三角槽的流通面積來改變液體阻力，

36、控制通過節(jié)流閥的流量，實現微量調節(jié)。當油從油口 Pj2 流到油口 Pj1 時，油必須節(jié)流，不能自由流動。此時單向節(jié)流閥主要起到節(jié)流閥的作用。2.2 單向節(jié)流閥研究面臨的技術挑戰(zhàn)：1.腐蝕和腐蝕磨損問題由于介質的強腐蝕性，節(jié)流閥所用的材料應具有較強的耐腐蝕性能。對于中間主閥口、節(jié)流閥口和主閥導向面，腐蝕和磨損同時存在，兩者相互促進，會加速零件的失效。顯然，單向節(jié)流閥的材料很難滿足腐蝕和腐蝕磨損的要求。2.氣蝕問題當流體通過孔口的喉部時，根據伯努利方程，那里的壓力會降低。如果壓力低于液壓油工作溫度下的空氣分離壓力，溶解在油中的空氣會迅速大量分離出來，變成氣泡。當這些氣泡流向壓力較高的下游部分時，由

37、于不能承受高壓而爆裂，造成局部液壓沖擊、噪聲和振動。當附著在金屬表面的氣泡破裂時，局部產生的高溫高壓會使金屬剝落，使表面粗糙，或出現海綿狀的小洞穴。這種腐蝕的痕跡可以在孔口的下游找到。這種現象稱為空化。根據工作介質的不同，單向節(jié)流閥可分為氣體空化和汽化空化兩種。由于液壓油的汽化壓力很低，而空氣在液壓油中的溶解度很高，所以液壓閥的汽蝕主要以氣蝕為代表。相同條件下，空氣在水中的溶解度約為液壓油的20倍，水的汽化壓力（ 50時為12kPa ）是液壓油（50時為1.0mPa ）的10倍) .主要作用是汽化空化。液壓閥與液壓閥的汽蝕性質不同，決定了它們的危害比液壓閥更嚴重。當閥門的工作壓力較高時，主閥口

38、和先導閥口會在很大的壓差下工作，使閥口的流量很高，容易發(fā)生汽化和汽蝕。3.拉絲侵蝕和滲漏問題在單向節(jié)流閥中，高速流體會對配合面產生強烈的沖刷作用，久而久之，零件表面會形成絲狀槽，稱為拉絲沖刷。當高速流體攜帶污染物顆粒時，它們的破壞性影響會大大加劇。主閥口、節(jié)流閥口和主閥芯的導向面都是容易發(fā)生泄漏和拉絲腐蝕的零件。4.振動、噪音和工作穩(wěn)定性問題由于介質的壓力沖擊，單向節(jié)流閥容易產生水錘。噪音會給工作環(huán)境帶來噪音污染；振動會導致節(jié)氣門表面損壞，導致節(jié)氣門靜態(tài)性能下降、控制壓力不平衡等后果，進而加劇振動和噪聲。因此，節(jié)流閥的振動和噪聲對單向節(jié)流閥的工作性能、可靠性和使用壽命有很大影響。2.3 解決方

39、案與設計針對上述單向節(jié)流閥的關鍵技術問題，設計了以下解決方案。2.3.1 氣蝕問題的解決方案節(jié)流閥的氣蝕程度可以用氣蝕系數來表示。 越大，空化現象越嚴重。 的表達式為(2-1)式中，為節(jié)流閥入口壓力；是節(jié)流閥的出口壓力；是飽和蒸氣壓。為了減少氣蝕的發(fā)生及其危害，應盡可能小。由式(1)可知，要減小d ，只能降低入口壓力或提高出口壓力值。該方法的實際應用是將單節(jié)流閥口設計成兩級節(jié)流閥口的形式，則各級閥口的空化系數分別為(2-2)(2-3)式中，是兩個節(jié)流閥口之間的壓力。與單級閥口的汽蝕系數 相比， 和 ，分別由于出口壓力的增加和入口壓力的降低而減小。比較典型的例子是日本的兩級設計：扁平節(jié)流閥口的形

40、式和芬蘭使用的兩級提升閥式節(jié)流口（如圖2-1所示）。圖 2-2 兩級提升閥節(jié)流口在本設計中，單向節(jié)流閥主要采用以下措施解決氣蝕問題：只要壓力低于空氣分離壓力，液壓系統中的任何地方都會出現氣穴現象。為了防止汽蝕的發(fā)生，必須防止液壓系統中的壓力過分降低。具體措施如下：(1)合理設計閥口的形狀和結構參數閥芯和閥座的形狀和結構參數與氣蝕密切相關。為了減少氣蝕，單向節(jié)流閥的閥口在結構上主要具有以下特點： 主閥芯采用圓弧平端錐閥結構。與錐形和球形提動閥結構相比，平端提動閥（截錐）更耐氣蝕。 主閥錐角小，閥芯錐角大于閥座錐角。對于流出錐閥，錐角較小時，由于流體的收縮小，出口壓力較高，不易發(fā)生汽蝕。由于最低壓

41、力一般在縮頸附近，流速高，當閥芯錐角小于閥座錐角時，氣蝕發(fā)生在閥口處，反之則發(fā)生在下游閥口的。實驗研究表明，當閥芯錐角小于閥座錐角時，閥口更容易發(fā)生氣蝕和流量飽和。 主閥口采用階梯式二級孔板結構（如圖2-2所示）。實驗研究表明，該結構在開度較小時承受閥口各級壓力差，因此可以減少氣蝕。圖 2-3 兩級節(jié)流主閥口(2)選擇硬度高的材料提高材料的硬度不僅可以大大增強材料的抗氣蝕性能，而且有助于提高材料的抗流體沖刷能力。一般來說，閥芯的氣蝕損傷比閥座嚴重，所以在選擇閥芯和閥座的材料時，通常閥芯材料比閥座硬。鑒于奧氏體不銹鋼不能通過熱處理提高硬度，閥芯材料可以采用熱處理強化的沉淀硬化不銹鋼、工程瓷或馬氏

42、體不銹鋼；閥座可用銅基合金制成，以增加零件的機械強度，改善零件的表面質量等。2.3.2 漏電和拉絲腐蝕問題的解決方案本設計在結構上采取以下措施：(1)在主閥芯和主閥套之間加一個組合密封加裝密封件后，對主閥芯的摩擦增大，對閥門的靜性能略有影響，但可以減少泄漏，防止拉絲沖蝕損壞。值得指出的是，如果主閥芯與主閥套之間的泄漏量過大，會削弱節(jié)流閥對主閥的控制作用，從而大大降低閥的靜態(tài)性能。(2)在閥口處選擇硬度合適的材料配對材料的硬度越高，抗拉絲侵蝕的能力越強。因此，一方面應盡可能提高閥芯的硬度，閥芯與閥座的硬度差不應低于HRC15 ；使用特定的壓力之間。2.3.3 振動、噪聲和工作穩(wěn)定性問題的解決方案

43、許多學者對節(jié)氣門噪聲產生的原因進行了相應的分析和研究。綜上所述，節(jié)氣門產生振動和噪聲的主要原因如下：(1)當節(jié)流閥打開時，由于穩(wěn)態(tài)液壓力的不平衡橫向分力而發(fā)生振動。主要原因有：閥座孔出圓度誤差，使節(jié)流閥芯與閥座接觸不良，周向張開。流通面積不一致，造成閥芯極化； 彈簧端面不平整，或彈簧與彈簧座的裝配間隙設計不當，使彈簧力偏離閥芯中心線，造成閥芯極化。(2)氣蝕發(fā)生氣蝕時，氣泡破裂會產生高頻噪聲；另一方面，氣泡破裂產生的沖擊波會引起閥芯振動。(3)自激振蕩噪聲節(jié)流閥為彈簧質量系統。當阻尼較小時，由于自激振蕩而發(fā)出高頻顫動聲。(4)通過閥口的高速液流與周圍液體之間產生剪切流和渦流，產生噪聲。(5)主

44、閥導向面泄漏量過大，節(jié)流閥口節(jié)流不足，造成節(jié)流閥閥芯擺動。針對液壓節(jié)流閥的振動、噪聲和工作穩(wěn)定性，相關文獻提出了多種解決方案，如減小提升閥的半錐角、減小提升閥前腔的體積、為節(jié)氣門的前腔增加減振。墊或防振塞等，但這些措施并不能從根本上解決節(jié)氣門的問題。本文在節(jié)流閥部分設計了一種新型結構，即在節(jié)流閥芯尾部設置阻尼開口寬度。一方面，節(jié)流閥芯與節(jié)流閥體的導向配合面可以減少因節(jié)流閥芯徑向力不平衡而引起的極化；另一方面，當節(jié)流閥芯移動時，阻尼開度的壓力發(fā)生變化。增加了閥芯的運動阻尼，提高了單向節(jié)流閥的工作穩(wěn)定性。.2.4 本章設計成果該圖是在前人努力的基礎上優(yōu)化得到的簡化模型圖：圖2-4 單向節(jié)流閥部分流

45、道簡化模型2.5 章節(jié)總結本文分析了單向節(jié)流閥的關鍵技術問題，從材料和結構兩個方面加以解決。結構上，主要采用固定節(jié)流孔和二級節(jié)流主閥口，以減少汽蝕；閥芯增加組合密封，減少泄漏和拉絲侵蝕；使用節(jié)流閥芯的尾端。設置阻尼腔以抑制振動和噪音，提高節(jié)流閥的工作穩(wěn)定性。.第三章單向節(jié)流閥建模3D建模簡介SolidworksSolid Works 是一套機械設計自動化軟件，使用熟悉的 Microsoft Windows 圖形用戶界面。使用這套易于學習的工具，機械設計工程師可以快速勾勒出他們的設計理念，試驗特征和尺寸，并創(chuàng)建模型和詳細的工程圖紙。3.1.1 Solid Works軟件的基本內容：(1) Sol

46、id Works 模型由零件、裝配體和圖紙組成。(2)通常，您從草圖開始，然后生成基本特征并向模型添加更多特征。 （您也可以從導入的曲面或幾何實體開始。） (3)您可以隨意添加、更改和重新排序特征，以進一步完善您的設計。 (4)由于零件、裝配體和工程圖之間的相關性，當其中一個視圖發(fā)生變化時，另外兩個視圖也隨之自動變化。(5)您可以在設計過程中隨時生成圖紙或裝配體。 (6) Solid Works 應用程序內容您自定義功能以滿足您的需要。 (7)單擊主菜單欄上的工具、選項，顯示可用的系統選項和文件屬性標簽。 (8) Solid Works 應用程序可以為您保存您的工作。 (9)自動恢復選項可以自

47、動保存活動零件、裝配體或圖紙文件的信息，使系統崩潰時數據不會丟失。要設置此選項，請單擊工具、選項。在“系統選項”選項卡上，單擊“備份”并選擇“每 (n) 次更改保存自動恢復信息”。指定在自動保存信息之前應發(fā)生的更改次數。3.1.2 Solid Works軟件特點：（1）首款在Windows操作系統下開發(fā)的CAD軟件，采用Windows系列，與Windows系統完全兼容。它是Windows的OLE/2產品。(2)菜單少，使用直觀，簡單，界面友好。 Solid Works中只有 60 多個命令，其他所有命令與Windows命令相同；下拉菜單一般只有兩層（第三層不超過5層）；圖形化的菜單設計簡潔明了

48、，非常直觀，一眼就能看出來。系統的所有參數設置都集中在一個選項（ option ）中，便于查找和設置。動態(tài)引導是智能的，一般不需要用戶修改。特征樹是獨一無二的。實體和光源都可以在特征樹中找到，操作特征非常方便。裝配約束的所有概念都非常簡單易懂。實體的建模和組裝完全符合自然 3D 世界。實體的放大、縮小和旋轉都是透明的命令，可以在任何命令過程中使用。實體的選擇非常簡單方便。(3) 數據轉換接口豐富，轉換成功率高。 Solid Works支持的標準有： IGES、DXF、DWG 、 SAT（ACSI）、STEP、STL、ASC或二進制VDAFS（VDA ，專用于汽車行業(yè)） 、VRML、Para S

49、olid等，并與CATIA, Pro/Engineer, UG, MDT, Inventor等Solid Works 與 I-DEAS, ANSYS, Pro/Engineer, AutoCAD等之間的數據傳輸非常成功和順暢。(4) 獨特的配置功能Solid Works內容創(chuàng)建具有多種不同配置（Configuration）的零件，這可以大大節(jié)省設計通用零件或形狀相似零件的時間。(5) Feature Manager屬性管理器(Property Manager)是Solid Works獨有的技術，在不占用繪圖區(qū)空間的情況下實現零件的操縱和拖動等操作。(6) 自頂向下裝配設計技術( top-to-

50、down ) 目前只有Solid Works提供自頂向下裝配設計技術，使設計人員在設計零件和毛坯時能夠捕捉零件之間的設計關系，在設計新零件時裝配體，并編輯現有零件。(7) 縮放技術可以使模具零件在X、Y、Z方向具有不同的收縮率，從而獲得模具型腔或型芯。(8)曲面設計工具 借助Solid Works ，設計人員可以創(chuàng)建非常復雜的曲面，例如：將兩個或多個模具曲面混合成復雜的分型面。設計師還可以修剪、延伸、圓形和縫合表面。3.2 單向節(jié)流閥流路建模本文的重點是對流道的流場進行分析研究，進而對流道進行優(yōu)化以獲得更合理的分流場。根據前人的設計經驗，我首先對節(jié)流閥的工作原理模型進行了分析，并在此基礎上進行

51、了優(yōu)化，從而獲得了結構優(yōu)化、分流道優(yōu)化、性能良好的單向接頭。流量閥模型。由于本文主要對單向節(jié)流閥的流場進行分析和優(yōu)化，因此必須對節(jié)流閥的結構和尺寸進行相對優(yōu)化，以便更好地利用邊界條件和閥門的簡化結構。 ，從而更好、更合理地分析單向節(jié)流閥的分流場。下面就為大家介紹一下單向節(jié)流閥的簡化腔體和閥芯。3.2.2 單向節(jié)流閥空腔實體建模下圖為簡化的單向節(jié)流閥零件腔流道模型圖3-1 單向節(jié)流閥腔流道模型效果圖.3.2.2 單向節(jié)流閥閥芯的簡化實體建模下圖為單向節(jié)流閥閥芯的簡化模型圖3-3 單向節(jié)流閥閥芯簡化模型效果圖3.3 本章小結本章主要使用三維軟件對單向節(jié)流閥的零件腔體和零件閥芯進行建模。一開始以為應

52、該對整個單向節(jié)流閥進行系統具體的建模，后來發(fā)現只有對節(jié)流閥的流道進行簡化建模才能更有利于后續(xù)的流量數值模擬場地。分析。在建模過程中，我不斷嘗試對各種節(jié)流形式進行建模，并選擇了最優(yōu)化的建模方法，這樣更有利于后續(xù)的流體分析，只有單向節(jié)流閥的部分流道經過簡化，可以更準確地分析流場。.第四章單向節(jié)流閥仿真4.1 計算流體力學的特點任何流體運動的定律都基于能量守恒定律、動量守恒和質量守恒定律三個定律。這些基本規(guī)律可以用積分或微分來描述。將這些積分或微分替換為離散的代數形式，使積分或微分形式成為方程或方程，然后借助電子計算機求解方程或方程，從而得到離散的流場數值時間或空間解開。這種方法稱為計算流體動力學（

53、CFD），又稱流場數值模擬、數值計算、數值模擬。研究流體力學的方法一般有實驗研究、理論分析和數值模擬。隨著計算技術的發(fā)展，計算流體力學自1960年代以來形成了一個獨立的學科分支，成為研究流體運動規(guī)律和解決許多實際工程問題的三大手段之一。近年來，隨著高速巨型并行計算機的出現，計算方法的不斷創(chuàng)新，計算流體動力學的飛速發(fā)展。它翻開了流體力學發(fā)展的新篇章，成為當今最活躍的研究領域之一。計算流體動力學是在電子計算機上求解流體動力學基本方程的學科。通過數值求解各種簡化或非簡化的流體動力學基本方程，得到各種條件下的流場數據以及對周圍流動的影響。對物體施加力和熱。CFD 模擬的目的是幫助理解流體流動，建立理論

54、和模擬的數學模型，支持設計過程并在工程中做出決策。模擬的目的是對流場進行預測和獲得知識，從理論上預測來自數學模型的結果，而不是來自實際的物理模型。數學模型主要由一組微分方程組成，其解是 CFD 模擬的結果。流體力學基本方程中的微分項和積分項包括時間、空間和物理變量。為了用離散的代數形式替換這些積分或微分項，必須對時空變量和物理變量進行離散化?？臻g變量的離散化對應于將解域劃分為一系列格，稱為單元或控制體積。所謂數值解是流動的物理變量在這些離散點或控制體中的一定分布，它們對應于數值表達的流體力學方程的近似解。可以看出，CFD得到的不是傳統意義上的解析解，而是大量的離散數據。這些數據對應于流體力學基

55、本方程的近似數值解。作為一種研究工具，計算流體動力學具有其獨特的優(yōu)勢。計算流體動力學是設計流體相關動力學系統的重要工具。與實驗研究相比，具有成本低、速度快、數據完整、能模擬真實和理想條件等優(yōu)點。將計算流體動力學與液壓閥等基礎理論相結合比使用實驗可視化方法更容易、更直接、更經濟。在初步設計階段，利用計算流體力學可以快速進行各種方案的技術可行性分析和篩選。與實驗階段相比，更省時、更經濟。在某個方案的具體設計階段，計算流體力學更便于優(yōu)化設計。綜上所述，在工程設計中使用計算流體動力學，不僅可以獲得對局部結構的良好預測，降低和規(guī)避風險，而且可以花費更少的時間和金錢來獲得性能優(yōu)化。此外，計算流體動力學可以

56、方便靈活地改變初始條件、邊界條件和幾何邊界條件，并且可以直接得到基本方程的解，可以得到整個流場中任意點的細節(jié)，并給出流動場包括力、速度、密度、溫度等所有詳細數據，可以輕松識別一些關鍵參數的影響，探索力學現象相互作用的結果和規(guī)律，研究流動非常方便機制。例如，在液壓技術的轉輪流場中，可以通過研究液壓元件的壓力分布、流線的方向、研究流場中的渦流和空化來優(yōu)化轉輪的結構。湍流模型。和改造。過去，計算流體動力學只是研發(fā)部門專家使用的工具?，F在計算流體動力學技術已廣泛應用于工業(yè)生產和設計部門。CFD方法對流體流動的數值模擬通常包括以下步驟：（1）建立反映工程問題或物理問題性質的數學模型，具體而言，需要建立反

57、映問題各量之間關系的微分方程和相應的定解條件，這是研究問題的出發(fā)點。數值模擬。流體的基本控制方程包括質量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程，以及這些方程對應的定解條件。(2)尋求高效、高精度的計算方法，就是建立控制方程的數值離散化方法，如有限差分法、有限元法、有限體積法等。這里的計算方法不僅包括微分方程的離散化方法和求解方法，還包括貼體坐標的建立和邊界條件的處理。這些內容是CFD的核心。(3) 計算 這部分工作包括計算網格劃分、初始條件和邊界條件的輸入、控制參數的設置。這是整個工作中最耗時的部分。（4）顯示計算結果計算結果一般以圖表等方式顯示，對于檢查和判斷分析質量和結果具有重要的參考意義。

58、以上步驟構成了CFD數值模擬的全過程。4.2 Fluent 軟件介紹過去， CFD只是研發(fā)領域專家使用的工具，而現在CFD技術已廣泛應用于工業(yè)生產和設計領域。本課題采用CFD軟件Fluent對流場進行模擬分析。Fluent軟件可以根據用戶的需求和流動的各種物理問題的特點，使用不同的離散格式和求解算法，并可以使用單精度和雙精度計算，以達到最佳的計算速度、穩(wěn)定性和精度。 .它的設計基于CFD軟件組的概念。 Fluent結合了不同領域的計算軟件，軟件可以方便地交換數值，采用統一的前后處理工具，為研究人員節(jié)省了計算方法。投入在編程、前后處理等方面的重復性低效勞動，主要精力和智慧都花在了對物理問題本身的

59、探索上。4.2.1 Fluent 程序結構Fluent程序包主要由以下幾部分組成：(1) Gambit - 用于構建幾何和網格生成。(2) Fluent 執(zhí)行模擬計算的求解器。(3) PrePDF用于模擬燃燒過程。(4) TGrid用于從現有邊界網格生成體積網格。(5) Fliters 轉換其他程序生成的網格。通常，Gambit 的專用預處理器用于網格劃分。對于二維流，可以生成三角形和矩形網格；對于三維流動，可以生成四面體、六面體、三角柱、金字塔等網格。結合具體計算，還可以生成混合網格。其自適應功能包括三角形和四面體等距自適應網格，以及懸掛節(jié)點自適應網格功能，可以對網格進行細分或粗化，或產生不

60、連續(xù)性。網格、可變網格和滑動網格。對于給定的精度，自適應細化方法使網格細化方法非常簡單，并且減少了計算量，并且可以根據自己的需要對網格進行局部細化，例如幾何模型的特點或流動的結果場分析。Fluent求解器具有良好的人機界面，單位轉換具有很大的靈活性。有限體積法被用作求解NS方程的方法。流動模型可選，如Spalart - Allmaras粘性渦模型，包括標準k- 模型、可實現k-模型和RG k-模型、兩種k-模型、雷諾應力模型、大渦每個物理問題的流點都有合適的數值解，用戶可以選擇顯式或隱式差分格式，從而優(yōu)化計算精度、即時性和精度。在后期處理方面，Fluent自帶的后期處理功能非常強大。得到的結果