[发明专利]一种阀门调节特性自动仿真方法

说明书

本发明涉及阀门设计领域，具体涉及一种阀门调节特性自动仿真方法，包括以下步骤：S1、建立阀门三维模型；S2、将阀门三维模型导入模型模块中，并进行阀门开度参数创建和流体域三维模型创建；S3、网格划分，并生成网格文件；S4、进入求解模块，对流体介质、湍流模型、求解器和求解控制参数进行设置；并创建输出参数；S5、进入参数集模块，设置阀门调节特性所需仿真的多个开度参数，并求解计算出输出参数；S6、求解完成后，读取参数集模块中的阀门各开度下的参数值，包括阀门开度参数值和输出参数；S7、按照流量系数计算公式计算出各开度流量系数，绘制出阀门调节特性曲线图。本方案降低了仿真人员的仿真操作时间及劳动强度，提高了仿真的效率。

技术领域

本发明涉及阀门设计领域，具体涉及一种阀门调节特性自动仿真方法。

背景技术

阀门在现代化工工艺系统中，起着调节介质压力、流量等参数的作用，是工艺系统中重要的控制元件；而阀门调节特性则是工艺系统参数设计的主要依据。在有限元技术成熟前，阀门调节特性仅能通过流量试验获取；有限元技术成熟后，可通过有限元仿真软件获取阀门调节特性曲线，缩短了阀门设计周期和节省了阀门试验成本。

中国专利申请号为CN201810742455.9的发明专利公开了一种调节阀内部尺寸设计方法，通过该专利可知，此专利提供了基于ANSYS平台的阀门Cv值模拟测试方法，解决了现有技术中调节阀内部尺寸与理论值误差较大且产品周期较长的问题，提高了内部尺寸的设计精度，缩短了产品研发周期。但是，此方法每次只能测试某个特定阀门开度的Cv值，若需获得阀门调节特性，则需从头开始对相关模型、模块进行更改、设置，对每个开度进行重复性测试，这样增加了仿真人员的仿真操作时间及劳动强度，仿真效率低下。

中国专利申请号为CN202010549961.3发明专利公开了一种阀门流量特性模拟实验方法，此专利通过建立三维流道模型、录制脚本、程序编写、动网格重构技术，实现了阀门流量特性的获取。但此方法存在以下缺点：(1)三维流道模型即阀门内部流体模型，这属于逆向建模，需要极强的三维建模能力和空间想象力，建模难度较大；(2)录制脚本及程序编写，需仿真人员具备一定编程能力及熟悉仿真软件程序编写特点，因此对仿真人员的能力具有极高的要求；(3)动网格重构技术是仿真软件对流道模型变动后自动网格划分技术，是动态过程，对计算机配置要求高且求解效率低下。

发明内容

本发明意在提供一种阀门调节特性自动仿真方法，以降低仿真人员的仿真操作时间及劳动强度，提高仿真的效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种阀门调节特性自动仿真方法，包括以下步骤：

S1、使用三维软件建立阀门三维模型；

S2、在建好阀门三维模型之后，将阀门三维模型导入模型模块中，并进行阀门开度参数创建和流体域三维模型创建；

S3、将流体域三维模型进行网格划分，并生成网格文件；

S4、进入求解模块，对流体介质、湍流模型、求解器和求解控制参数进行设置；并创建输出参数：阀门进口压力、阀门出口压力及阀门进口流量；

S5、进入参数集模块，设置阀门调节特性所需仿真的多个开度参数，并求解计算出阀门进口压力、阀门出口压力及阀门进口流量等参数；

S6、求解完成后，读取参数集模块中的阀门各开度下的参数值，包括阀门开度参数值、阀门进口压力参数值、阀门出口压力参数值及阀门进口流量参数值；

S7、将阀门各开度下的参数值输入到数据处理工具中，按照流量系数计算公式计算出各开度流量系数，最后绘制阀门调节特性曲线图。

优选的，作为一种改进，S2中，还进行流场仿真几何清理，流场仿真几何清理包括倒角。通过仿真几何清理降低了网格数量，提高了计算效率。