[發(fā)明專(zhuān)利]一種閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010549961.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111881524A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范宜霖;張繼偉;王劍;黃健;彭林;雷艷;李忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥通用機(jī)械研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;洪琴

一種閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法，S1、根據(jù)閥門(mén)建立三維流道模型；S2、將模型導(dǎo)入CAE前處理軟件繪制網(wǎng)格錄制腳本；S3、將網(wǎng)格文件導(dǎo)入計(jì)算流體力學(xué)軟件設(shè)置邊界條件，模擬計(jì)算并記錄結(jié)果數(shù)據(jù)；判斷計(jì)算結(jié)果是否為網(wǎng)格無(wú)關(guān)性最優(yōu)解，如不是返回步驟S2，直至確定最優(yōu)無(wú)關(guān)性網(wǎng)格；S4、進(jìn)行多構(gòu)型參數(shù)設(shè)置，建立觸發(fā)調(diào)用腳本進(jìn)行網(wǎng)格重構(gòu)的條件；編譯閥門(mén)進(jìn)出口壓力時(shí)間步曲線及閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)間步曲線作為邊界條件；S5、進(jìn)行閥門(mén)流量特性模擬計(jì)算，當(dāng)計(jì)算過(guò)程中達(dá)到建立的觸發(fā)條件時(shí)，進(jìn)行網(wǎng)格自動(dòng)重構(gòu)；S6、輸出流量特性曲線。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：高度標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)提高了計(jì)算精度，降低了操作門(mén)檻，避免人力資源及時(shí)間成本的耗費(fèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥門(mén)模擬試驗(yàn)領(lǐng)域，具體是涉及一種閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

調(diào)節(jié)閥的流量特性就是指介質(zhì)通過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量系數(shù)與相應(yīng)的相對(duì)行程之間的關(guān)系。其大小與閥門(mén)的尺寸、閥芯的形狀等機(jī)構(gòu)幾何因子有關(guān)，典型的流量特性有線性、等百分比、拋物線、雙曲線、快開(kāi)等，流量特性反映了閥門(mén)的流通能力和節(jié)能環(huán)保性能，是調(diào)節(jié)閥重要的工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，也是調(diào)節(jié)閥應(yīng)用選型的重要依據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬計(jì)算的發(fā)展普及，仿真模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為預(yù)測(cè)驗(yàn)證閥門(mén)流量特性的有效途徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員急需一種高標(biāo)準(zhǔn)化及自動(dòng)的閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)不同開(kāi)度的閥門(mén)流量特性的標(biāo)準(zhǔn)化高精度的自動(dòng)模擬，為此，本發(fā)明提供一種閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法。具體采用以下技術(shù)方案：

一種閥門(mén)流量特性模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)閥門(mén)內(nèi)部流道幾何參數(shù)，建立三維流道模型；

S2、將三維流道模型導(dǎo)入CAE前處理軟件中繪制網(wǎng)格形成網(wǎng)格文件，同時(shí)記錄劃分過(guò)程的所有操作命令即錄制腳本，錄制的腳本作為腳本文件；

S3、將繪制的網(wǎng)格文件導(dǎo)入計(jì)算流體力學(xué)軟件中設(shè)置邊界條件，然后進(jìn)行模擬計(jì)算，記錄計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)；判斷計(jì)算結(jié)果是否為網(wǎng)格無(wú)關(guān)性最優(yōu)解，如不是返回步驟S2，直至確定最優(yōu)無(wú)關(guān)性網(wǎng)格，并保存對(duì)應(yīng)的腳本文件作為第一腳本文件；

S4、將最優(yōu)無(wú)關(guān)性網(wǎng)格導(dǎo)入到計(jì)算流體力學(xué)軟件中，進(jìn)行參數(shù)多構(gòu)型設(shè)置，包括建立觸發(fā)調(diào)用腳本網(wǎng)格重構(gòu)的條件；并且啟動(dòng)計(jì)算流體力學(xué)軟件中的程序語(yǔ)言，編譯閥門(mén)進(jìn)出口壓力邊界條件時(shí)間步曲線，根據(jù)閥門(mén)額定行程參數(shù)，編譯閥芯運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)間步曲線；

S5、進(jìn)行閥門(mén)流量特性模擬計(jì)算，當(dāng)模擬計(jì)算過(guò)程中達(dá)到建立的觸發(fā)條件時(shí)，調(diào)用第一腳本文件，啟動(dòng)CAE前處理軟件，進(jìn)行網(wǎng)格自動(dòng)重構(gòu)；

S6、記錄模擬計(jì)算數(shù)據(jù)，輸出流量特性曲線。

具體地說(shuō)，步驟S1中建立的三維流道模型包括閥門(mén)和管路，閥門(mén)前后管路長(zhǎng)度分別取5～10倍的閥門(mén)公稱(chēng)通徑，或采取先建立裝配體模型，在通過(guò)軟件反向建模生成三維流道幾何模型。

具體地說(shuō)，反向建模生成三維流道幾何模型的軟件為ANSYS Workbench軟件。

具體地說(shuō)，在步驟S4中所編譯的編譯閥門(mén)進(jìn)出口壓力邊界條件時(shí)間步曲線與閥芯運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)間步曲線具有同步異周期性。

具體地說(shuō)，在步驟S4中觸發(fā)條件設(shè)置為閥門(mén)運(yùn)動(dòng)額定行程的設(shè)定百分比進(jìn)行一次網(wǎng)格重構(gòu)。

具體地說(shuō)，步驟S6具體為：先通過(guò)步驟S1-S5獲得與時(shí)間相關(guān)的流量系數(shù)曲線，然后根據(jù)時(shí)間步曲線與閥芯運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)間步曲線，獲得與閥芯相對(duì)行程相關(guān)的相對(duì)流量系數(shù)曲線。

具體地說(shuō)，設(shè)定百分比為10％。

具體地說(shuō)，在步驟S6中記錄的模擬計(jì)算數(shù)據(jù)為流量系數(shù)值，流量系數(shù)值是通過(guò)模擬計(jì)算邊界條件參數(shù)和計(jì)算所得流量結(jié)果計(jì)算得出的，計(jì)算公式如下：