超大型阀门流体分析与试验验证

运行设置向导，依次对units（单位制）→Fluid type（流体或汽体）→physical features（层流或紊流）-Analysis(external 外部流 or internal 内部流)→roughness（表面粗糙度）→select fluids（选择water SP,表示流体为一个标准大气压下的水）→default wall conditions（一般选Adiabatic wall，绝热墙）→Result and Geometry Resolution（设置结果和几何精度）

3.3 网格控制

SOLIDWORKS FLOW SIMULATION以基于笛卡尔坐标系的结构化网格划分，并支持高级的局部的网格控制，并支持自适应网格划分。

控制网格精度有两种方法，一种是在菜单中选择“initial mesh”进行网格的设置，在automatic initial mesh 选项打开的情况下，SOLIDWORKS FLOW SIMULATION提供简单的选项完成自动化的网格控制，如“Result resolution” , “Minimum gap size” and “Minimum wall thickness” “Advanced narrow channel refinement”。当“Minimum wall thickness”的值大于“ Minimum gap size”时，“Minimum wall thickness”值不影响网格的结果。

另一种网格控制的方法是局部的网格加密，在“local initial mesh”中选中一个对象后，通过“Solid/Fluid Interface”、“Refining Cells”、“Narrow Channels Resolution”设置局部的网格细分。

本例经分割后，固体单元为32388个，流体单元为33367个。

3.4 指定边界条件

为使管道伯努力方程

有解，入口侧和出口侧至少要各指定一个边界条件，常用的有以下两种：

a、一侧指定压力，一侧指定流速或体积流量。

b、 二侧均指定压力

3.5 计算

右键单击配置名，选择Run,就可以由系统开始计算，计算过程可以通过各种图形进行实时监视。

4. 流阻系数计算

4.1基础理论

流阻系数用于表征物体对流体流动的阻力大小，是一个无量纲数。随着流速的加大，流体的流动状态将经历层流区、层流到紊流的过渡区、水力光滑区、水力粗糙区这几个状态，其中前面三个状态流阻系数ξ与雷诺数（Re）相关，是一个变值，当流体过渡到水力粗糙区，也就是阻力平方区后，流阻系数ξ与Re无关而成为一条水平线，压力损失△p与流速V的平方成比例，流阻系数只与相对光滑度r0/ε相关。因此，在流体工程领域，流阻系数定义为阻力平方区的常数值，流阻系数取值的前提条件是流态进入阻力平方区。判断的依据是：

4.2 边界条件

设阀门为全开(开度为90度)，流阻系数计算的边界条件是阀前-阀后定义一个差压，计算收敛后流量和流速，进行多组差压的计算，根据流体是否进入阻力平方区判断流阻系数。