為提升液壓閥塊的工藝性能,以降低液壓閥塊流道內(nèi)壓力損失為設(shè)計(jì)目標(biāo),使用伴隨方法對(duì)傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法獲得的流道進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)伴隨方法優(yōu)化獲得的腫脹流道結(jié)構(gòu)能消除傳統(tǒng)閥塊流道中的渦流和局部回流,流道出口速度均勻性系數(shù)提高1.454%,流道內(nèi)壓力均勻性系數(shù)提高1.314%,流道內(nèi)壓力損失降低49.96%。

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【部分圖文】：

圖1π形流道的壓力云圖和流線圖

π形流道的流線圖和壓力云圖如圖1所示，流體在直角彎頭處流動(dòng)方向急劇變化，流線出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，在彎頭外側(cè)較為集中，而內(nèi)側(cè)較為稀疏；在直角轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)外側(cè)和內(nèi)側(cè)均形成渦流區(qū)域，其中外側(cè)的工藝冗腔和刀尖容腔中產(chǎn)生了較大尺度的渦流及局部回流現(xiàn)象，而內(nèi)側(cè)則產(chǎn)生尺度較小的渦流區(qū)；渦流區(qū)域外緣流速較....

圖2U形流道模型的壓力云圖和流線圖

U形流道模型的壓力云圖和流線圖如圖2所示，與π形流道模型相比，U形流道內(nèi)不存在回流區(qū)域，僅存在由于流體對(duì)彎壁面的沖擊轉(zhuǎn)向而形成的小尺度渦流區(qū)域，其余區(qū)域的流動(dòng)狀態(tài)得到改善。U形流道內(nèi)的壓力損失僅為61074.64Pa，比π形流道模型減少了28.07%。(3）伴隨方法優(yōu)化過(guò)程

圖3基于伴隨方法的優(yōu)化流程

使用Fluent中的伴隨求解器，能基于初始的流場(chǎng)數(shù)據(jù)，直接求解出目標(biāo)函數(shù)（壓力損失）對(duì)設(shè)計(jì)變量（流道壁面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置）變化的梯度信息（敏感度矢量分布場(chǎng)），并直接驅(qū)動(dòng)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)多次迭代實(shí)現(xiàn)局部最優(yōu)解�；诎殡S方法的優(yōu)化流程如圖3所示。伴隨優(yōu)化迭代過(guò)程中隨著網(wǎng)格的變形，進(jìn)....

圖4各優(yōu)化階段壓力的損失對(duì)比

伴隨優(yōu)化迭代過(guò)程中隨著網(wǎng)格的變形，進(jìn)出口壓力損失逐步降低，實(shí)際壓力損失值逐漸趨于預(yù)期壓力損失值。各優(yōu)化階段壓力的損失對(duì)比如圖4所示。進(jìn)行5次伴隨優(yōu)化迭代后，流道進(jìn)、出口壓力損失僅為42484.15Pa，與傳統(tǒng)U形流道模型和π形流道模型相比，優(yōu)化后的流道進(jìn)、出口壓力損失分別降低....

本文編號(hào)：3910633