基于FLUENT的某型压力脉动衰减器的流场分析及优化设计.pdf

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1、2010年6月机床与液压Jun．2010第38卷第11期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．11DOI：10．3969／j．issn．100l一3881．2010．11．026基于FLUENT的某型压力脉动衰减器的流场分析及优化设计李延民，张智慧，张永(郑州大学机械工程学院，河南郑州450001)摘要：应用计算流体动力学(CFD)方法，利用专业的CFD仿真软件FLUENT对某型压力脉动衰减器的流场进行仿真分析，并分析主要结构参数，即脉动频率、挡板长度、挡板角度、挡板间距与衰减效果的关系。对于阐释其压力脉动衰减的机理

2、及其优化设计具有重要意义。关键词：压力脉动衰减器；流场分析；优化设计；FLUENT软件中图分类号：TB535+．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)11—086—3AnalysisoftheFlowFieldandOptimalDesignforCertainPressurePulsationAttenuatorBasedonFLUENT．LIYanmin。ZHANGZhihui，ZHANGYong(SchoolofMechanicalEngineering，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHe

3、nan450001，China)Abstract：Usingcomputationalfluiddynamics(CFD)method，theflowfieldsofcertainpressurepulsationattenuatorweresimu·latedwithFLUENT．Theefectsofmainstructuralp~ametem，suchaspulsationfrequenee，thelongnessofbaffleplate，theangleofbaffleplateandthedistancebetweenbafle

4、plates，onattenuatingefectwereanalyzed．Theresearchworkprovidesreferenceforex—plainingthemechanismofpressurepulsationattenuatingandoptimaldesign．Keywords：Pressurepulsationattenuator；Analysisoftheflowfield；Optimaldesign；FLUENTsoftware在一般的液压系统中，流体的传输过程不可避免分析，并研究了影响其衰减效果的主要结构参数

5、，对地会产生流量和压力脉动，绝大多数情况下，这些脉于阐释其衰减压力脉动的机理以及对球形压力脉动衰动是有害的J。液压系统的压力脉动不仅会引起系减器进行优化设计具有重要意义。统振动，产生噪声，使系统的工作品质恶化，影响液1压力脉动衰减器工作原理压元件的使用寿命和系统的工作精度，严重时，甚如图1(压力至会使系统管路或元件损坏，酿成事故。因此，脉动衰减器流场速寻求减小液压系统压力脉动的措施便具有重要的意度流线图)所示，义。当流体进入衰减器目前，多采用在液压泵出口附近安装皮囊式蓄能后，会在挡板和容器的方法来抑制液压系统的压力脉动。此种方法的缺腔的共同

6、作用下，点是蓄能器寿命短、需充气、操作不便，尤其在高形成涡流，这样就压、大流量时，皮囊容易损坏，而且稳压效果受会使压力脉动得到图1压力脉动衰减器蓄能器结构参数、状态参数以及流量脉动频率等很多衰减。流场速度流线图因素影响。2流场仿真模型另外一种常用的消减液压系统压力脉动的方法是应用FLUENT软件对流场进行仿真分析，需要首在液压泵出口安装压力脉动衰减器，压力脉动衰减器先通过其前处理软件建立要仿真的流场区域的几何模的结构型式多种多样。作者所研究的大流量高压水管型，并对其进行网格划分，然后在FLUENT中设置边的球形压力脉动衰减器无活动部件、结构

7、简单、安装界条件、选择求解器以及确定计算模型等，最后进行方便、性能可靠、不需维护、工作频带宽、对泵的转迭代计算。速和压力变化不敏感。2．1几何模型应用专业的计算流体动力学(CFD)仿真软件运用专业建模软件Pro／E建立要仿真的流场区域FLUENT，对所研究的球形压力脉动衰减器进行流场的几何模型，如图2所示。收稿日期：2009+O6—23作者简介：李延民(1964一)，男，博士，副教授，研究方向为流体传动与控制。通讯作者：张智慧，电话：013903814425，E—mail：zhangzhihui317@163．eom。第11期李延民等：基于

8、FLUENT的某型压力脉动衰减器的流场分析及优化设计·87·2．2划分网格口压力曲线如图4所示(脉动频率取为100Hz)。l将在Pro／E中建立的几何模型导人FLUENT的前磊皇