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锥阀流场的数值模拟及结构优化

作　者: 蒲秀菊
导　师: 刘银庆
学　校: 东北石油大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 锥阀计算流体力学数值模拟流量系数
分类号: TH134
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 73次
引　用: 1次
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内容摘要

锥阀具有密封性能好、过流能力强、响应快、抗污染能力强等特点,在流体输送中得到了广泛的应用。本文在调研了大量国内外有关文献资料的基础上,针对锥阀存在的能量损失大、能量利用率低、噪音大等问题进行了数值计算与研究。本文运用PHOENICS流体计算软件,建立了与实际所用锥阀相同的物理结构和参数的计算几何模型,采用了结构化正交局部加密网格,应用了k -ε湍流计算模型,分别对外流式和内流式锥阀内部流场进行了数值模拟计算,研究了流量变化、开启度变化对锥阀流场特性的影响,并利用Sci、Origin等后处理软件对模拟结果的数据、图片做了处理,得到了锥阀内部流场的速度和压力分布情况,并对模拟结果进行了分析,得到能量损失、噪音与流道结构之间的关系。在此基础上,对锥阀的流场结构进行优化,提出了流道优化设计方案,并进行CFD解析,验证了其优化方案的可行性,同时,在其它条件不变的情况下,研究了流量、开启度与流量系数之间的关系,给出了不同流量下和不同开启度下的流量系数变化规律。本文的研究结果,对于分析锥阀的性能、进行流道的结构优化和实际工程应用都具有一定的指导作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 锥阀的研究应用现状  9-13
  1.2 计算流体力学在锥阀中的应用  13-15
  1.3 选题意义和目的  15-16
  1.4 本课题的主要内容  16-17
第二章湍流理论及PHOENICS 软件  17-36
  2.1 计算流体力学概述  17-21
    2.1.1 计算流体力学的概念和特点  17-18
    2.1.2 计算流体力学的工作步骤  18-20
    2.1.3 计算流体力学中的主要数值计算方法  20-21
  2.2 湍流理论  21-25
    2.2.1 湍流的性质  21-22
    2.2.2 湍流模型  22-25
  2.3 PHOENICS 软件  25-36
    2.3.1 PHOENICS 软件的特点  26-30
    2.3.2 VR 编辑器的结构和功能  30-34
    2.3.3 CAD 图形文件的导入  34-36
第三章外流式锥阀流场模拟及结构优化  36-50
  3.1 模型的建立  36-38
    3.1.1 计算概要  36-37
    3.1.2 几何模型  37-38
  3.2 模拟结果和改善  38-48
    3.2.1 模拟结果与分析  38-45
    3.2.2 外流式锥阀的结构优化  45-48
  3.3 流量系数的计算  48-50
第四章内流式锥阀流场模拟及结构优化  50-63
  4.1 模型的建立  50-52
    4.1.1 计算概要  50
    4.1.2 几何模型  50-52
  4.2 模拟结果和改善  52-61
    4.2.1 模拟结果与分析  52-58
    4.2.2 内流式锥阀的结构优化  58-61
  4.3 流量系数的计算  61-63
结论  63-64
参考文献  64-67
发表文章目录  67-68
致谢  68-69
详细摘要  69-74

锥阀流场的数值模拟及结构优化

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