背景说明

阀门按压力分类。当公称压力PN大于阀门时，称为超高压阀门。超高压技术广泛应用于柴油机、新兴氢动力汽车工业、航空航天复合材料、陶瓷、高强工程塑料、军工特种材料等研究领域。在超高压系统泄压速度的控制中，超高压泄压阀起着关键作用。在低压系统中压力调节阀 使用，泄压阀前后的压差直接决定了泄压阀的通流量。压差越大，流量越大，反之亦然。

阀门的流量特性是设计高精度超高压阀门的关键。

用CFD方法准确预测超高压阀门的流动特性，不仅可以为超高压阀门的设计提供优化依据，也可以为支撑超高压提供理论依据控制系统。 CFD分析技术重点 超高压阀门的CFD分析不仅涉及高达数百万亿的压差工况，而且阀门的启闭特性和工作过程中的动态变化，对于分析超高压阀门的动态变化具有重要意义。阀门的流体分析。技术上具有挑战性。

从流体数值分析的角度，超高压阀门流固耦合动力学分析的技术要点如下：

阀门关闭问题：由于超高压阀门前后压差过大，如果在分析过程中不能处理阀门关闭，即使阀门关闭间隙很小，也会仍然会造成较大的流量泄漏，从而导致计算结果不准确。误差过大；

阀门运动动态模型建立：超高压阀门在运动过程中受到各种力的影响，如流体力、弹簧力、惯性力、阻尼力、摩擦力等外力等，如何准确构建阀门运动动力学方程是分析超高压阀门动态流体特性的前提；

阀门运动的高质量啮合和动态啮合：由于阀门的开闭和运动过程都涉及到运动压力调节阀 使用，所以必须构建高质量的网格模型，保证分析时不出现负啮合，并保证精度结果；

随着阀门动态仿真的进步，阀门动态网格的设置也是难点之一，过去以二次开发的形式实现；

数值解的稳定性：在阀门前后压差高达几百兆帕的情况下，进行CFD非定常求解时，容易造成数值解的不稳定，难以获得合理稳定的解决方案。数值解的稳定性；

模拟可能的汽蚀现象：一些超高压阀门是液体介质，在阀门运动过程中很容易造成汽蚀现象。涉及超高压过程的两相流计算既困难又稳定。是一个巨大的技术挑战。

超高压阀门流体分析解决方案 对于以上简要介绍的超高压阀门流体问题的分析，引入专业运动机械仿真工具无疑是最佳选择。在超高压阀门分析领域已有许多成功案例。优点如下：

的阀门关闭模型。可准确模拟阀门启闭过程，保证阀门无泄漏分析；

自由度模型可以快速建立阀门运动的动力学方程。内置平移和旋转自由度模型，分析人员输入基本运行参数即可自动构建动态模型，无需任何开发工作；

内置的阀门模板可以完美解决阀门CFD分析的网格创建和动态网格设置问题。内置的阀门模板可以自动构建阀门运动区域的高质量网格，适用于各种结构复杂的阀门，如截止阀、止回阀、安全阀和调节阀等。阀门分析或阀门的结构细节 间隙也可通过专门的网格技术获得。阀门模板可自动与自由度模型建立连接，并根据阀门自由度的计算结果自动调整网格运动，实现阀门的动态仿真；

数值解的稳定性：可重新开发或调试解设置，使超高压阀门的计算过程更容易稳定，该方法已在许多情况下得到验证；

其他中低压阀门无需任何调试工作；可能的空化现象模拟：内置的全空化数值模型在空化问题的分析研究中得到了广泛的验证，不仅具有良好的收敛稳定性，计算精度也有更多的实例验证。

总结

优越的解决方案不仅可以解决各种阀门的流固耦合运动分析，还可以降低仿真难度，提高分析效率，具有高精度的计算结果；

可适用于不同结构的阀门，无论是简单的球阀、滑阀、截止阀、排气阀、蝶阀等，还是结构复杂的超高压阀、调节阀、控制阀、泵阀组合或阀门控制系统能更好的适应；

计算效率高，后处理数据提取方便，数据完整。只需几天即可获得阀门的初步性能结果，并自动输出位移、速度、各部位受力、流量、压力、响应曲线等数据，为优化设计提供参考。