【正文】 realizable k——ε模型和R\ G k——ε 模型，兩種k——ω模型，雷諾應(yīng)力模型，大渦模型等等。 在后處理方面，F(xiàn)luent自身的后處理功能就非常強(qiáng)大。求解的結(jié)果可以方便地顯示在不同的截面上，以便于分析，并且可以生成文字性的報(bào)告。這些工具可以讓用戶得到通過邊界的物質(zhì)質(zhì)量流率和熱量傳遞速率，在邊界處的作用力以及動(dòng)量值，還可以得到在一個(gè)面上或者在一個(gè)體中的面積、積分、流率、平均值和質(zhì)量平均值(其它童)。用戶也能打印或者存儲(chǔ)一個(gè)包括當(dāng)前case中的模型設(shè)定、邊界條件和求解設(shè)定等情況的摘要報(bào)告。 Fluent程序可以求解分析的問題Fluent軟件應(yīng)用非常廣泛，主要范圍如下： ⑴ 可壓與不可壓流動(dòng)問題。⑶ 無黏流、層流和紊流問題。⑸ 對(duì)流換熱問題。⑺ 輻射換熱。⑼ 復(fù)雜表面下的自由面流動(dòng)。⑾ 一維風(fēng)扇、熱交換器性能計(jì)算。在計(jì)算流體力學(xué)中，研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的手段是采用數(shù)值計(jì)算方法，求解描述流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的數(shù)學(xué)方程，以數(shù)值模擬的結(jié)果為依據(jù)研究流體運(yùn)動(dòng)的物理特征。目前廣泛使用的計(jì)算方法是:有限差分法，有限體積法、有限元法和譜方法。但當(dāng)時(shí)的有限體積法采用交錯(cuò)矩形網(wǎng)格，通量計(jì)算也相當(dāng)于中心格式。此后，隨著非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的普及和通量算法的改進(jìn)，在有限體積法的實(shí)現(xiàn)上有很大的豐富和提高，在計(jì)算流體力學(xué)中廣泛應(yīng)用，十分成功。有限體積法從積分區(qū)域的選取方法看來，屬于加權(quán)余量法中的子區(qū)域法。簡(jiǎn)言之，有限體積法的基本方法就是子區(qū)域法加離散。此時(shí)變量?jī)H與一個(gè)單元有關(guān)，流動(dòng)變量是單元內(nèi)的平均值，可視為單元內(nèi)某點(diǎn)的值(如單元中心點(diǎn))。 ② ?？刂企w定義存在多種選擇。將待解微分方程(控制方程)對(duì)每一個(gè)控制體積積分，從而得出一組離散方程。為了求得控制體積的積分，與有限單元法相似，假設(shè)因變量在單元內(nèi)的分布規(guī)律，據(jù)此將因變量在單元內(nèi)的分布描述為單元節(jié)點(diǎn)上因變量數(shù)值的函數(shù)，即插值函數(shù)。有限體積法也只是需要因變量的節(jié)點(diǎn)值，不考慮因變量在網(wǎng)格點(diǎn)之間的變化，利用插值函數(shù)只是用來計(jì)算控制體積的積分，得到離散方程，這點(diǎn)與有限差分法相似。所以有限差分法，只有在網(wǎng)格極其細(xì)密時(shí)，離散方程才滿足積分守恒。有限體積法建立離散方程的步驟為：① 將守恒型的控制方程在任一控制容積及時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)空間與時(shí)間積分。③ 對(duì)各個(gè)項(xiàng)按選定的型線進(jìn)行積分，并整理成關(guān)于點(diǎn)上未知值的代數(shù)方程。有限元法采用問題的變分原理或加權(quán)余數(shù)法來控制每一元素的近似解與真實(shí)解的誤差，其網(wǎng)格單元是非結(jié)構(gòu)形式的。有限差分法數(shù)值求解問題時(shí)，首先要求在求解域內(nèi)，以差分網(wǎng)格或差分節(jié)點(diǎn)將連續(xù)的求解域化為有限的離散點(diǎn)集。在此要選擇一個(gè)合適的差分格式對(duì)微分差分化。因此，確定離散網(wǎng)格后，要求在定解域內(nèi)，差分方程所給出的數(shù)值離散解能以一定精度逼近微分方程的解。最后一步就是求解代數(shù)方程的問題。有限差分法的基本思想是以差商代替微分方程，對(duì)微分方程問題離散化，用包含有限多個(gè)未知量的差分方程去近似代替微分方程，將微分方程問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題，最后求得微分方程問題離散點(diǎn)的數(shù)值解。有限差分法由于發(fā)展的比較早，其基本理論已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完善，由一整套定性分析理論，易于構(gòu)造新的差分格式并能設(shè)計(jì)出所需要的差分格式。⑶ 有限元法： 有限元法的基礎(chǔ)是極值原理和劃分插值，它吸收了有限差分法中離散處理的內(nèi)核，又采用了變分計(jì)算中選擇逼近函數(shù)并對(duì)區(qū)域進(jìn)行積分的合理方法，是這兩類方法相互結(jié)合的結(jié)果。它是采用分塊逼近的思想而形成的一種數(shù)值計(jì)算方法。逼近是在各單元中選擇合適的近似函數(shù)去代替求解函數(shù)。有限元法求解問題時(shí)，將需要求解問題的區(qū)域進(jìn)行離散化，即將求解城劃分為許多幾何形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的單元子域。這個(gè)函數(shù)叫做單元近似函數(shù)或叫做插值函數(shù)，就是在單元內(nèi)用一個(gè)選定的基函數(shù)和節(jié)點(diǎn)參數(shù)的線性組合來代替問題的解，其中節(jié)點(diǎn)參數(shù)值是待定的。然后在滿足微分方程和相應(yīng)的邊界條件下，對(duì)全部子域進(jìn)行積分，總體合成，并建立有限元方程組。這些節(jié)點(diǎn)參數(shù)值就是節(jié)點(diǎn)上的解，進(jìn)而山近似函數(shù)表達(dá)式可求得各單元任意點(diǎn)的近似解。⑷ 譜方法：譜方法是一高精度的計(jì)算方法。另一個(gè)特點(diǎn)是該方法所得的近似解是對(duì)整體計(jì)算域的近似，而不是對(duì)局域的近似。不考慮液壓油重力的影響，流體在閥內(nèi)無熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。將網(wǎng)格劃分好了之后，設(shè)置流道的入流口和出流口。開啟Fluent ，將上一步保存的Mesh文件導(dǎo)入并設(shè)置一定的邊界條件等，單向節(jié)流閥的進(jìn)、出油口直徑均為10mm，設(shè)置其進(jìn)流口壓力為2Mpa,出流口壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，將運(yùn)算迭代次數(shù)設(shè)置為200次，進(jìn)行迭代分析運(yùn)算。但在出口流道處，顏色由黃色向綠色變化，說明該處流道壓力變化較大，較容易發(fā)生氣穴、拉絲侵蝕等現(xiàn)象。說明內(nèi)部數(shù)值模擬分析運(yùn)算較好。不考慮液壓油重力的影響，流體在閥內(nèi)無熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。將網(wǎng)格劃分好了之后，設(shè)置流道的入流口和出流口。下圖為單向節(jié)流閥開口寬度為4mm時(shí)的流道模型網(wǎng)格劃分：圖44 節(jié)流閥閥芯調(diào)節(jié)節(jié)流口開口寬度為4mm時(shí)的流道模型網(wǎng)格劃分開啟Fluent ，將上一步保存的Mesh文件導(dǎo)入并設(shè)置一定的邊界條件等，單向節(jié)流閥的進(jìn)、出油口直徑均為10mm，設(shè)置其進(jìn)油口壓力為2Mpa,出油口壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，將運(yùn)算迭代次數(shù)設(shè)置為200次，進(jìn)行迭代分析運(yùn)算。由此看來，液體在流經(jīng)節(jié)流口處時(shí)壓力變化最大，這也充分體現(xiàn)了節(jié)流口位置的調(diào)節(jié)重要性。下圖為節(jié)流口開口寬度為4mm時(shí)進(jìn)油口液體速度矢量圖：圖47 節(jié)流口開口寬度為4mm時(shí)進(jìn)油口油液速度矢量圖如上圖示，油液從進(jìn)流口處進(jìn)入節(jié)流閥內(nèi)部時(shí)，油液流速平穩(wěn)，大小分布均勻，所以進(jìn)油口處速度比較平穩(wěn)。下圖為節(jié)流口開口寬度為4mm時(shí)的理論壓力與實(shí)際壓力損失誤差分析圖：圖49 節(jié)流口開口寬度為4mm時(shí)的理論壓力與實(shí)際壓力損失誤差分析圖由上圖可以看出，單向節(jié)流閥液流壓力理論分析值比其流場(chǎng)計(jì)算值要偏小。且在200次迭代的過程中，這個(gè)差值在不斷向1e03 Mpa處收斂。 上述對(duì)單向節(jié)流閥的內(nèi)部流道及節(jié)流閥芯調(diào)控位置模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，在設(shè)置了一定的邊界條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行了Fluent軟件分析，并記錄了該過程中單向節(jié)流閥內(nèi)部壓力、速度矢量的變化，根據(jù)各項(xiàng)模擬分析的結(jié)果來看，在相同的邊界條件和約束下，流場(chǎng)計(jì)算值與理論分析值基本吻合，這也證明了此次流場(chǎng)分析的合理性和有效性。本文的主要結(jié)論是: 1. 驗(yàn)證了用FLUEMT軟件對(duì)節(jié)流閥內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)特性和力特性分布的可行性。在截面處壓力變化過大，可能產(chǎn)生氣穴與氣蝕現(xiàn)象。改變閥芯的形狀，可以增大閥口的面積，使最低壓強(qiáng)值增大。并把改進(jìn)后模型的仿真結(jié)果與原模型的仿真結(jié)果進(jìn)行比較，為閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。阻尼孔越大的時(shí)候，節(jié)流口兩端的壓力變化越小。最后，節(jié)流口開4mm時(shí)，在阻尼孔的兩端壓力變化相比其它尺寸時(shí)變化較小，所以在使用尺寸4mm時(shí)，發(fā)生空穴的可能性最小。而節(jié)流閥的改進(jìn)研究還需要不斷的挖掘、完善，為了進(jìn)一步的后續(xù)研究工作，提出以下建議，供研究參考。 2. 氣泡有一個(gè)產(chǎn)生、成長(zhǎng)、漂流和破碎的過程，要觀察到這些現(xiàn)象，需要進(jìn)行非定常流的模擬與計(jì)算。參考文獻(xiàn)[1] 高紅，傅新，楊華勇，球閥閥口氣穴流場(chǎng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究，中國(guó)機(jī)械工程，2003, 14 (4), 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Energy conversion, power transmission and motion control in the 21st century is still an important part of the global economy, fluid transmission and control technology still is one of the most important and active role in.Hydraulic fluid control valve within the fluid flow through the implementation of ponents to achieve the control action is based on stream flow in the valve function of the kinematic and dynamic rulesbased, so it should be indepth study of fluid flow valve position and fluid and valve dynamics of solid links between the ponents, to improve valve performance. In recent years, as puter technology and the development of putational fluid dynamics theory, application CFD method, the hydraulic valve flow field within the simulation and