基于CFD的壓電驅(qū)動精密流量閥流場仿真分析.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，在航空航天、生物工程、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，對其控制系統(tǒng)也提出了體積更小、重童更輕、降低能耗、提高性能的要求，因此對超高壓、微流量精密控制系統(tǒng)的研究尤為重要。但在傳統(tǒng)的流量控制閥研究領(lǐng)域，原有的閥芯驅(qū)動器很難滿足需要。從而加快了對新的微流體驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究并已有所成效。在智能材料領(lǐng)域，壓電陶瓷由于具有位移控制精度高、力輸出明顯、響應(yīng)快、功耗小和便于數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于閥芯的驅(qū)動。本文以壓電陶^作作為驅(qū)動元件，利用壓電陶瓷

2、的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生的微位移來驅(qū)動閥芯運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)對流量陶的精密控制來進(jìn)行研。
　　隨著三維建模軟件的成熟和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用的迅速發(fā)展,利用數(shù)值計(jì)算方法來研究閥內(nèi)部流體的流場分布己經(jīng)能夠取得很好的效果。本文利用三維建校軟件建立閥的整體結(jié)構(gòu)和閥內(nèi)流體橫型,運(yùn)用前處現(xiàn)軟仲對流體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選用 CFD軟件對間的內(nèi)部流場進(jìn)行了仿真分析。
　　首先，通過對不同閥芯半錐角和不同閥芯直徑的流體模型進(jìn)行流場仿真，得到了不同條件下的流場

3、參數(shù)和流場分布規(guī)律，比較分析流體縱面的流場壓力云圖、速度矢量圖、湍動能云圖、跡線流量圖的變化情況，確定了閥芯的半錐角和直經(jīng)的數(shù)值。然后，根據(jù)閥內(nèi)部流體的流場仿真結(jié)果，對閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，分祈比較改進(jìn)前后的流場參數(shù)和流場分布狀況，有效的改善了流場的分布狀態(tài)和部分參數(shù)，提高了閥的使用壽命。
　　最后,對相同閥芯開口度不同進(jìn)出口壓差時的流場進(jìn)行分析比較，得到了進(jìn)出門壓差對閥內(nèi)流場參數(shù)和分布的影響規(guī)律，為壓電驅(qū)動精密流量閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)和