■排灌机械工程学报 惭 第２Ｎｏ．期＿２ Ｉ ｌＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ｍａｅｈｉｎｅｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—８５３０．２０１２．０２．０１９ 闸阀调节过程的三维模拟及其动态模型 汤跃，汤玲迪，刘二会 （江苏大学流体机械：ｌ＇＝程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３） 摘要：为了研究泵系统调阀过程的瞬态特性和内流机理，在一维分析软件Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ中建立了 包含管路、阀门和泵在内的仿真模型，并以三维简化闸阀为模型，采用Ｆｌｕｅｎｔ ６．２进行计算，对开 启过程的非定常内部流动进行数值模拟研究．采用动网格的方法分析了阀门开启过程中阀芯运 动引起的流场变形．结果表明：直线特性和对数特性的调节阀都具有快开特性，即流量变化对阀 门的相对开度相当敏感，当阀门开度为ｌ０％～２Ｏ％时，水击压力迅速下降；而通过内部流态分析 可知，在阀门开度较小的工况下，阀后流场紊乱，造成较大的水力损失，使阻力系数值增加，当阀 门开度小于５Ｏ％时，稳态和瞬态工况下阀门的阻力系数值有较大的区别．由分析可知，研究阀门 开启过程的瞬态特性，以及建立内部流态模型，都不能完全按照通常的稳态理论进行，尤其对阀 门开度较小的工况，应对其进行一定程度的修正，以保证计算结果的正确性． 关键词：阀门调节；仿真模型；动态特性；阻力系数；数值模拟 中图分类号：￥２７７．９；ＴＨ１３８．５４文献标志码：Ａ文章编号：１６７４—８５３０（２０１２）０２—０２１９—０６ ３Ｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｇａｔｅ ｖａｌｖｅ Ｙｕｅ， Ｌｉｎｇｄｉ，Ｌｉｕ Ｅｒｈｕｉ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｏｆ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ ｄｕｒｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ａ ｖａｌｖｅ，ａ ｏｎｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｔｈｅ ｐｉｐｅｓ， ｐｕｍｐ ａｎｄ ｖａｌｖｅｓ ｅｔｃ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ．ＣＦＤ ｃｏｄｅ Ｆｌｕｅｎｔ ６．２ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ ｔｈｒｅｅ—－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ Ｎ——Ｓ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｓｈ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｖｉｎｇ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｖａｌｖｅ ｃｏｒｅ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｌｖｅｓ ｗｉｔｈ ｌｉｎｅａｒ ａｎｄ ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｈａｖｅ ａ ｆａｓｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｓ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ，ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｈａｍｍｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆａｌｌｓ ｄｏｗｎ ｐｒｏｍｐｔｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ １０％ｔｏ ２０％．Ａｓ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｂｅｈｉｎｄ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｂｅｃｏｍｅｓ ｄｉｓｏｒｄｅｒ，ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｇｒｅａｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｄｒａｇ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ．Ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅ ｄｒａｇ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｌｖｅ ｕｎｄｅｒ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ ｓｈｏｗｓ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０．５．Ｔｈｅｓｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｕｎｓｔｅａｄｙ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｈａｎｄｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｕｓｕａｌ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｔｅａｄｙ ｆｌｏｗ ｍｏｄｅｌｓ ｄｕｒｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ａ ｖａｌｖｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ａｔ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｍａｌｌ ｏｐｅｎｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ．Ｉｎ ｔｈａｔ ｃａｓｅ，ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｆｌｏｗ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｂｅ ａｍｅｎｄｅｄ ｉｎ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ ｔｏ ａｌｌｏｗ ｔｈｅｍ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖａｌｖｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ；ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ； ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１１—０６—１６ 基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目（５０８２５９０２）；江苏省农业科技支撑项目（ＢＥ２０１０３９３） 作者简介：汤跃（１９５９一），男，江苏镇江人，研究员（ｔｏｍｔ＠ｕｊｓ．ｅｄｕ．ｃｎ），主要从事泵系统节能测控技术研究． 汤玲迪（１９８８一），女，江苏镇江人，硕士研究生（３２９２１１２１９＠ｑｑ．ｃｏｎ），主要从事水泵瞬变过程研究 ＿一阀门作为管道系统中一种阻力可变的节流元 件，通过改变其开度，可以改变管道系统的工作特 性，从而实现调节流量和改变压力的目的…．它既 是一种调节元件，同时也是一种控制元件，是实现管 道系统安全经济输送的重要设备．使用阀门调节流 量和控制瞬变压力的关键因素是阀门的工作特性． 由于阀门的工作特性受管道系统和工作状态的影响 很大，因而必须针对具体系统对阀门的特性进行具 体分析． 通常，对于在瞬态操作条件下工作的阀门，其设 计也是利用了稳态的结果，采取通常的设计方法，且 在对泵系统进行计算时，把阀门的动态模型处理为 静态模型进行计算，而瞬态性能与稳态性能有很大 的区别，因此很有必要研究阀门调节过程中的工作 特性．但是，目前对阀门瞬态工作特性的研究工作， 大多针对泵系统进行水锤分析 Ｊ，阀门只是作为其 中的一个元件；对于阀门内部流态和外部工作特性 的研究工作，由于非定常计算的难度和工作量较大， 仅在试验方面有一定的进展 ，而在数值模拟方面 至今未见如何解决阀门调节过程中精确定义其边界 问题的方法 ． 文中应用外特性仿真分析以及内部流态分析软 件，针对阀门瞬态工作过程的调节特性进行研究，并 对阀门的瞬态和稳态阻力系数进行对比分析，为分 析阀门的动态特性提供一定的参考依据． １仿真分析模型 针对典型的泵装置系统，建立仿真模型如图１ 所示，供水装置系统分为很多个计算模块，其中进出 口压力大小设为大气压力值，阀门的运动特性由阀 门控制器来确定，图中黑色圆点代表节点． 压力源 离心泵 图１ 泵装置系统仿真模型 Ｆｉｇ．１ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｕｍｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ２阀门的调节特性 ２．１阀门的流量特性 阀门的流量特性通常以相对流量Ⅳ （某一开度 时的流量与全开时流量之比）与相对开度 （某一开 度时阀杆行程或转角与全开阀杆行程或转角之比） 的关系来表示，并以流量系数Ｋ，，（相对流量与阀门 的最大通过能力的乘积）来衡量 Ｊ． 通常，阀门说明书上提供的流量系数是以清水 为介质，阀门前后的压差为０．１ ＭＰａ，流体的密度为 １ ０００ ｋ＃ｍ ．这种规定条件下的流量特性称为阀门 的固有流量特性．常见的调节阀固有流量特性有快 开、直线和等百分比特性等３种．如图２所示，曲线 １，２，３分别是理想的快开特性、直线特性和等百分 比特性阀门的特性曲线．但是在对阀门进行调节的 过程中，由于阀门开度的改变，会对水力产生一定的 扰动作用，并对水击有一定的反射作用，●●■■ ●，●●●● 这称为阀门 的动态特性，它与管路系统和调阀规律都有关系．下 面针对阀门调节所引起的管路负载快速变化的过 程，对泵装置系统的水力变化进行分析，以研究阀门 调节过程中，泵装置系统特性以及阀门的动态特性． 图２阀门的流量特性 Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｖａｌｖｅ ２．２计算实例 水平输水管道计算模型见图１．两种特性（直线 特性和等百分比特性）的阀门安装在距离心泵６００ １ＴＩ处．设阀门调节时间为１０ Ｓ．阀门在水力改变过程 中的流量特性和阀前压力计算结果见图３—５． 计算过程为阀门开启的过程，由计算结果可知， 即便安装在短距离管线上，直线特性和等百分比特 性的调节阀都具有快开特性，亦即阀在其开启的初 始行程和关闭的末段行程中，其流量变化对阀门的 相对开度相当敏感，因此阀门在此时的调节作用很 图３直线阀固有特性与动态特性 Ｆｉｇ．３ Ｉｎｈｅｒｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｉｎｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｖａｌｖｅ 图４等百分比阀固有特性与动态特性 Ｆｉｇ．４ Ｉｎｈｅｒｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｇａｒｉｔｈｍ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｖａｌｖｅ ５阀前压力 Ｆｉｇ．５ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｆｉ＇ｏｎｔ ｏｆ ｖａｌｖｅ 明显．分析其原因：当管路系统中的管道长度足够长 时，管路的摩阻远远大于阀门的阻力，可忽略不计， 于是各种不同特性阀门的动态特性都向快开特性靠 近，且管道越长快开特性越明显，而当管道长度较小 时，阀门的动态特性和静态特性较接近．如图５所 示，在阀开启行程的前１０％～２０％，阀门的水击压 力下降特别迅速，减压幅值也很大．由于压力的瞬变 会带来一系列的问题，因此在泵装置系统中，应注意 阀门的正确操作． 由图３，４还可知，阀门在ｔ＝１０ Ｓ时即调节结束之 后，流量的变化会滞后一定的时问，两种调节方案均在 ｔ＝１５ Ｓ左右达到稳定，其原因是由于泵的机组惯量所 带来的滞后性，且随着机组惯量的增大，其滞后性会迅 速增大，这一点在泵装置系统中具有普遍性 Ｊ． ３局部流动模拟分析 ３．１ 阀门模型建立及网格划分 虽然动网格 方法可以实现阀门的启闭过程， 但是由于阀门运动速度较快时，网格的更新速度加 快，对网格的质量要求较高，从而增加了计算时间． 图６给出了实际计算过程中阀芯网格更新的过程． 由图可知，在阀门开启过程中，网格不断地被拉伸更 新，网格密度变得逐渐稀疏，这对于高精度的数值模 拟造成了很大的障碍．因此，如何保证网格质量且减 少计算量，成为一个需要解决的关键问题． ：≯ 一囊 （ａ】网格变形前 （ｂ】嗍格燹彤后 图６网格变形图 Ｆｉｇ．６ Ｄｅｆｏｒｍｅｄ ｍｅｓｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 为解决这个问题，可参考区域动态滑移法 ， 将阀门分为几个计算区域，网格拉伸区和网格静止 区域．图７为简化的闸阀三维模型，动静区域间采用 滑移面连接的方法．在程序计算的过程中，单独对网 格更新区域采用含有移动边界的Ｎ—Ｓ方程离散， 而静止区域采用Ｎ—Ｓ方程离散． 翳 黪露 竹 ＿ 鬻 群群 ｌ ｌ鬻 图７计算模型 Ｆｉｇ．７ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ 将计算区域分区后，阀芯运动区域单独进行网 格更新，这在计算中可以保证静止区域原有的网格 分布质量，故大大提高了计算效率和精度． 对简化模型进行网格划分，阀芯在计算过程中， 网格不断地被拉伸和压缩，因此，对阀芯部分加密， 划分结果如图８所示． 图８计算网格 Ｆｉｇ．８ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｄ 由于阀门本身的结构特点，进口段的通流面积 较大，而经过阀芯时通流面积突然缩小．这种结构特 点对流动的影响，从静压分布上表现为进口段静压 力相对较大，表明速度较小；出口端静压力较小，表 明速度较大．而在阀芯位置处，截面的急剧缩小使流 速迅速增大，由图也可知，该位置的静压力值在整个 流道内是最低的．在出口段靠近阀芯处，有一个较大 范围的旋涡区，这是由于流体流向的突然改变产生 的，会引起较大的能量损失． 随着阀门开度的不断增大，由于其通流面积不 断地增大，阀芯附近的压力变化范围逐渐增大，而阀 后的负压区域逐渐减小．从速度矢量图上也能反映 这个变化，ｔ＝１．４０ Ｓ时流动的旋涡区相对于ｔ＝ ０．０５ Ｓ时的减小了，但旋涡伴在阀门开启的整个过 程中都是存在的． ３．４瞬态和稳态阻力系数的比较 参考文献［５］，推得通过阀门的流量和损失系 数的关系为 Ｑ＝ａＣ２ｇ￣Ａｈ￣Ａ２ ， （２） —式中：Ａｈ为压力水头，ｍ；ｇ为重力加速度，ｍ／ｓ ；Ａ 为管道截面积，ｍ ； 为阀门的损失系数． 由式（２）可知，当阀门开度变化时，损失系数的 变化导致了通过阀门流量的变化；这个流量的变化 又对管路产生压力变化．所以，确定一个正确的阀门 损失系数与开度变化的关系，对于系统动态模型的 建立是很重要的． 在阀芯开启过程以及固定的情况下，利用公式 （３）计算出阀门的损失系数，计算数据见表１，表中 为阀门相对开度． 表１稳态和瞬态阻力系数表 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｅａｄｙ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｄｒａｇ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔｓ ＝＿２△口 ＿二＿， （３） ： Ｐ 式中：△ｐ为被测阀门的压力损失，即阀门的前后压 差； 为流体在管道内的平均流速；ｐ为流体密度． 为了定量分析阀芯运动过程和稳态过程的区 别，设其阻力系数绝对误差为 ６＝ｌ 一 ｌ， （４） 式中： 。为瞬态计算阻力系数； 为稳态计算阻力系 数． 将计算得到的数据以图表的形式表示，见图ｌ１． 图１ １ 瞬态和稳态的阻力系数误差图 Ｆｉｇ．１ １ Ｅｒｒｏｒ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｔｅａｄｙ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｄｒａｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ 由表１可知，随着阀门开度 的增大，瞬态阻力 系数迅速降低，当阀门开度到５０％时，稳态和瞬态 阻力系数值达到较小的值４左右．由阀门阻力系数 的计算公式可知，此时阀芯所受到的阻力较小，即此 时阀门的通流能力较强；而在开度为４％时，稳态和 瞬态阻力系数值均较大，即阀芯所受到的阻力值较 大．同时比较分析图１ １的瞬态和稳态阻力系数绝对 误差值可知，随着阀门开度的增大，绝对误差值逐渐 降低，当阀门开度达到５０％时，稳态和瞬态阻力系 数值基本达到一致． 由以上数据分析可知，在分析开启或关闭过程 中阀门的阻力特性时，不能完全按照通常的稳态理 论进行，尤其是对阀门开度较小的工况，如果阀门开 度小于５０％时，应对其进行一定程度的修正，以保 证计算结果的正确性． ４ 结 论 该研究验证了动网格技术可用于阀门开启过程 中分析，阀门开启过程中的瞬态特性，对于研究阀门 动态特性、优化阀门结构与强度设计，可提供一定的 参考依据． １）在阀门快速调节的过程中，阀门动态特性和 静态特性表现出较大的区别，且直线特性和等百分 数特性的调节阀都具有快开特性，即流量变化对阀 门的相对开度相当敏感，在阀门开度１０％～２０％范 围时，水击压力迅速下降． ２）比较分析静态和动态的阀门阻力系数，阀门 ｔｉｏｎｓ—Ｐａｒｔ １：Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ａｔ ｏｐｅｎｉｎｇ／ｃｌｏｓｕｒｅ ｏｆ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｖａｌｖｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９９，１２１（４）：８４１—８４９． 开度大于５０％时，静态和动态阻力系数值的差别较 小；而在开度值小于５０％时，动、静阻力系数值有较 大的区别，且随着阀门开度的降低而增大．因此，在 建立阀门的动态模型时应当加以考虑． ［４］ 黄建军，郑源，张盾．泵闸结构流场的水力特性［Ｊ］． 排灌机械工程学报，２０１０，２８（２）：１４９—１５４． Ｈｕａｎｇ Ｊｉａｎｊｕｎ，Ｚｈｅｎｇ Ｙｕａｎ，Ｚｈａｎｇ Ｄｕｎ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｐｕｍｐ ａｎｄ ｓｌｕｉｃｅ ｇａｔｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅ— ３）动网格技术模拟阀门的开启过程中，水流的 瞬态变化情况，相对于静态仿真，动态仿真更能准确 ｒｉｎｇ，２０１０，２８（２）：１４９—１５４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 地模拟出这个过程，且在阀门的开启过程中，流场呈 现复杂的非定常特性，阀芯后面在开度较小时出现 很强的旋涡． ４）结合外特性分析软件Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ和局部流 动分析软件Ｆｌｕｅｎｔ对阀门的动态特性进行了研究， 解决了阀门调节过程中复杂的边界条件的定义问 题．对于在瞬态工况下运行的阀门，其模型建立以及 水力性能预测，都不能完全按照通常的稳态理论 进行． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ，方金春，雍歧卫．调节阀动态特性的数值模拟 ［Ｊ］．阀门，２００４（４）：８—１０，１４． Ｌｉｕ Ｇａｎｇ，Ｆａｎｇ Ｊｉｎｃｈｕｎ，Ｙｏｎｇ Ｑｉｗｅｉ．Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｖａｌｖｅ Ｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｌｏｎｇ ｐｉｐｅｌｉｎｅ［Ｊ］．Ｖａｌｖｅ，２００４（４）：８—１０，１４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［２］ Ｃｈｏｉ Ｊｏｎｇ Ｗｏｎ，Ｌｅｅ Ｇｉｌｂｏｎｇ，Ｋｉｍ Ｍｉｎ Ｓｏｏ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ ｍｕｌｔｉ—ｔｙｐｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｉｏｎ，２０１１，３４（２）：４２９—４４３． ［３］ Ｔａｎａｋａ Ｔ，Ｔｓｕｋａｍｏｔｏ Ｈ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ａ ｃａｖｉｔａ— ｉｒｎｇ ｃｅｎｔｉｒｆｕｇａｌ ｐｕｍｐ ａｔ ｒａｐｉｄ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉ— ［５］ 陆培文．阀门设计入门与精通［Ｍ］．北京：机械工业 出版社，２００９． ［６］ Ｆａｒｈａｄｉ Ｋａｚｅｍ，Ｂｏｕｓｂｉａ—ｓａｌａｈ Ａｎｉｓ，Ｄ Ａｕｒｉａ Ｆｒａｎ— ｓｃｅｓｃｏ．Ａ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｕｍｐ ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｔｒａｎ— ｓｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｔｅｈｒａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｎｕ— ｃｌｅａｒ Ｅｎｅｒｇｙ，２００７，４９（７）：４９９—５１０． ［７］ Ｋｏｏｂｕｓ Ｂ，Ｆａｒｈａｔ Ｃ．Ｓｅｃｏｎｄ—ｏｒｄｅｒ ｔｉｍｅ—ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｇｅｏｍｅｔｉｒｃａｌｌｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｍｐｌｉｃｉｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ ｌｆｏｗ ｃｏｎ— ｐｕｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｓｈｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕ— ｔｅｒ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９９，１７０（１／２）：１０３—１２９． ［８］ 李志锋．离心泵启动过程瞬态流动的数值模拟和实 验研究［Ｄ］．杭州：浙江大学化学工程与生物工程学 系，２００９． ［９］ 李志峰，吴大转，王乐勤．基于动网格方法的圆柱启 动瞬态流动数值模拟［Ｊ］．浙江大学学报：工学版， ２００８，４２（２）：２６４—２６８． Ｌｉ Ｚｈｉｆｅｎｇ，Ｗｕ Ｄａｚｈｕａｎ，Ｗａｎｇ Ｌｅｑｉｎ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉ— ｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｆｌｏｗ ｐａｓｔ ｉｍｐｕｌｓｉｖｅｌｙ ｓｔａｒｔｅｄ ｃｉｒｃｕ— ｌａｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｓｈ ｍｅｔｈｏｄ『Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，４２ （２）：２６４—２６８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） （责任编辑张文涛）
