[發明專利]一種壓力脈動衰減器三維仿真方法

有效

• 申請號: 201911043329.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110909510B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王巖;申同圣;譚春森
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/17;G06T17/00;G06F119/14;G06F113/08
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明公開一種壓力脈動衰減器三維仿真方法，步驟如下：步驟1：確定需要仿真的壓力脈動衰減器，進行模型簡化并建立流體域三維模型，根據壓降確定節流孔數量n(n≥2)和直徑，建立負載流體域三維模型，將二者組成裝配體。步驟2：選擇網格類型和大小對上述三維模型網格劃分，進行網格質量檢查。步驟3：進行仿真前處理，使用瞬態模擬，根據實際液壓油設置其屬性參數。步驟4：提取關鍵點的壓力脈動數據，進行數據處理分析，計算壓力脈動衰減率、脈動衰減率和插入損失對壓力脈動衰減器衰減效率進行評估。本發明方法更符合實際試驗情況，結果更真實可靠。

技術領域

本發明提供一種壓力脈動衰減器三維仿真方法，具體涉及一種基于計算流體力學的壓力脈動衰減器對弱可壓縮性液壓油壓力脈動衰減效果的仿真方法，屬于壓力脈動衰減器三維仿真技術領域。

背景技術

液壓系統具有體積小、重量輕，剛度大、響應快，承載能力大，易于實現安全保護的優點，因此在航空航天領域應用廣泛。近年來航空技術發展對液壓系統提出了更高的要求，飛機液壓系統將向輕量化、高壓化、大功率、變壓力等方向發展。

液壓泵作為液壓系統的動力元件，其缸內容積周期性地增大和減小，以完成吸油和壓油，決定了其輸出脈動流量是周期變化的，流量脈動在管路中遇到液阻后產生壓力脈動。壓力脈動不僅會直接造成管道破裂，還會造成管道支撐結構損壞，使管路系統失效，輕則發生泄漏，重則產生機毀人亡等重大事故。壓力脈動還影響液壓元件的使用壽命，降低執行機構的工作精度，影響參數測量的準確性，增加維護成本。此外，壓力脈動還會產生噪聲，影響機組工作人員和乘客的情緒，甚至給人體健康帶來危害，因此有效地衰減脈動十分重要。

相較于其他衰減壓力脈動的方式，壓力脈動衰減器具有衰減效率高、研發周期短、工作安全和安裝維護方便等優點，因此廣泛用于液壓系統中來衰減脈動。此前也有學者進行壓力脈動衰減器的仿真研究，但存在液壓油可壓縮性等因素考慮不全，且未加入節流孔的負載模型等問題，因此與實際實驗結果有差異。本發明提出一種壓力脈動衰減器三維仿真方法，可以更精確計算壓力脈動在脈動衰減器內流動和衰減情況，為壓力脈動衰減器的設計和優化奠定基礎。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓力脈動衰減器三維仿真方法，以解決現有技術中存在的對液壓油的壓縮性等因素綜合考慮不周、未增加負載對仿真結果有影響的問題。通過合理的邊界條件設定與仿真方法的選擇提高仿真精度，為壓力脈動衰減器的研究奠定了基礎。

本發明所涉及的技術方案和具體實施過程為：

本發明所述技術方案為一種基于計算流體力學的壓力脈動衰減器三維仿真方法。該方法涉及壓力脈動衰減器及負載的三維建模、網格劃分、CFD前處理和數據處理等。

所謂壓力脈動衰減器指所有類型的脈動衰減器，通常為亥姆霍茲脈動衰減器和擴張室型脈動衰減器，脈動衰減器入口連接液壓泵的出口，脈動衰減器出口連接負載，在三維建模中可忽略圓角等因素建立容腔的流體域，入口選用脈動的質量入口條件，出口連接負載，選用交界面。

所謂負載指連接在脈動衰減器出口處，起到降低壓力的作用，在三維仿真中使用n(n≥2)個串聯的節流孔來模擬負載，節流孔直徑為其中q₀為油液流量，C_d為流量系數，ρ₀為液壓油密度，ΔP為壓降，負載入口連接脈動衰減器出口，選用交界面，出口連接油箱，選用壓力出口條件。

本發明一種壓力脈動衰減器三維仿真方法，其步驟如下：

步驟1：確定需要仿真的壓力脈動衰減器，進行模型簡化并建立流體域三維模型，同時根據壓降確定節流孔數量n(n≥2)和直徑，建立負載流體域三維模型，并將二者組成裝配體。

步驟2：選擇合理的網格類型和大小對上述三維模型進行網格劃分，并進行網格質量檢查。