基于CFD的蝶閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化與多場耦合分析.pdf

1、閥門作為工業(yè)發(fā)展中一個(gè)不可缺少的部分，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家生產(chǎn)水平的標(biāo)志，閥門產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐漸向著大容量、高參數(shù)、高要求、多效用以及自動(dòng)化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的閥門設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能促進(jìn)閥門產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將成為閥門設(shè)計(jì)發(fā)展的必然。本文主要通過CFD相關(guān)理論，由介質(zhì)對(duì)閥門的影響出發(fā)，使用流體分析軟件Fluent、有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行閥門的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等一系列分析，實(shí)現(xiàn)閥門設(shè)計(jì)的智能化。
　　(1)首先通過已有閥門實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2、與仿真數(shù)據(jù)的對(duì)比，確定了一套適合連桿蝶閥分析的仿真模型，為本文后續(xù)分析提供了依據(jù)。
　　(2)利用驗(yàn)證模型對(duì)該連桿蝶閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和流態(tài)分析，獲得大部分閥門的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及所需要的參數(shù)，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)結(jié)果，提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案，并提出閥門操作存在的弊端。
　　(3)對(duì)閥門進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，建立優(yōu)化后的連桿蝶閥模型，通過改進(jìn)前后對(duì)比，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的蝶閥無論在功能上，還是在結(jié)構(gòu)上都比原蝶閥要好，證明了通過流體分析對(duì)蝶閥進(jìn)行的優(yōu)化是合理

3、的。
　　(4)對(duì)連桿蝶閥進(jìn)行多場耦合分析，提出了蝶閥研究的新方法，驗(yàn)證了改進(jìn)后蝶閥在受到介質(zhì)壓力時(shí)變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于改進(jìn)前模型。
　　(5)對(duì)閥門的失效形式——汽蝕進(jìn)行了深入研究，從產(chǎn)生根源，到發(fā)展過程，最終到其所造成的破壞等，都進(jìn)行了詳盡的分析，其中使用了數(shù)學(xué)模型、流體仿真等多種方法，給出了避免汽蝕的方法。
　　本文從CFD入手，通過多種方法對(duì)閥門進(jìn)行剛度、強(qiáng)度、流阻、流態(tài)等多方面的分析，解決了閥門實(shí)驗(yàn)的巨大耗資問題，