通过COMSOLMultiphysics®对控制阀进行建模和仿真

S. Zhuang [1],
[1] CAEAID,Inc。,美国德克萨斯州奥斯汀市
出版于2017

阀被广泛用于控制各种工程应用中的流体流动。研究阀内的流动特性以及流体和阀门套筒之间的流体结构相互作用至关重要,以设计,优化和改进阀门。但是,由于复杂的阀几何形状,复杂的接触状态,较大的变形,非线性材料特征和快速流体流,因此科学家和工程师通过实验或仿真而很好地了解所有必要的机械现象。

流体与阀套筒之间的相互作用是双向耦合:流体压力影响阀套筒的变形,阀套筒的变形/位移会影响流体流动。因此,添加了Comsol多物理学中的三种物理类型以执行2条耦合分析:层流流,固体力学和移动网格。阀套筒与阀的其他部位具有表面接触,尤其是阀执行器推动,以控制阀门的开放百分比,并具有较大的变形。接触压力方法定义为增强的拉格朗日法。袖子由Mooney-Rivlin(两个参数)超纯材料模型预测。设置分段功能以定义阀套筒的运动。在移动的网格物理学中,层流流体物理学中定义的入口和出口定义为零值的规定网状位移,而层状流量物理学定义的壁(在流体和阀套筒之间)定义为用规定的网状位移定义。提出了一个示例以表明建模方法具有预测复杂的流体结构相互作用,包括超弹性材料模型和接触分析。

在此主题之后,受众将能够通过多物理模拟将COMSOL多物理学应用于(1)进行复杂的流体结构相互作用;(2)定义复杂的接触对;(3)为复杂的非线性FEA定义多个时区。