一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法
专利汇可以提供一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及了一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法，本发明计算求解过程包括：(1)内腔流道模型建立；(2)内腔流道模型网格划分；(3)启动求解器；(4)求解器选择；(5)导入网格进行检查网格；(6)固液两相磨粒流参数设置；(7)流场参数的设置；(8)流场初始化、计算及结果检查；(9)后处理；(10)不同亚格子模型的模拟结果分析：采用大涡模拟的数值研究方法分析四种常见的亚格子模型对磨粒流数值计算结果的影响，对不同亚格子模型的静态压 力 、动压、速度、壁面剪切力和涡旋分布等进行了数值分析；(11)最佳亚格子模型：分析不同亚格子模型 对流 场的预测能力以及扑捉细节的能力，得到最佳亚格子模型。，下面是一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法专利的具体信息内容。
1.一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法，其特征在于；其具体步骤如下：
(1)内腔流道模型建立：选择直管摆线型流道为研究对象，工件流道的最大直径是5mm，流道沟槽处的半圆直径为1mm，距离流道中心最近处的圆弧半径为1.5mm，利用SolidWorks软件对直管摆线型流道进行三维建模，采用不同的亚格子模型对直管摆线型流道进行大涡数值模拟；
(2)内腔流道模型网格划分：结构化网格比非结构化网格收敛速度快，计算过程不容易出现错误，因此数值计算之前需要进行网格无关性检验，对模型以六面体划分网格，流道的网格划分采用最小网格单元数量，直管摆线型流道的网格数量为32.1万；
(3)启动求解器；
(4)求解器选择：3D双精度非稳态压力基求解器；
(5)导入网格进行检查网格；
(6)固液两相磨粒流参数设置：磨粒流为固液两相流，采用多相流模型为混合(Mixture)模型，磨粒流的固相为碳化硅颗粒，密度为3170kg/m3，液相为油，密度为1260kg/m3；
(7)流场参数的设置：
(a)模型选择及条件计算控制参数设定：内腔流道为复杂曲面，为了提高求解精度，采用的湍流模型是为LES模型，离散方法采用有限体积法进行离散，动量方程采用边界中心差分格式，体积分数采用一阶迎风格式，瞬态方程采用二阶隐式格式，结合压力-速度耦合的SIMPEC算法对流场进行求解；
(b)入口边界条件：选择压力入口为边界条件；
(c)出口边界条件：由于在固液两相磨粒流加工机床的特性，压力出口为标准大气压；
(8)流场初始化、计算及结果检查；
(9)后处理：应用后处理软件处理结果；
(10)大涡模拟中应用不同亚格子模型的模拟结果分析；采用大涡模拟的数值研究方法分析四种常见的亚格子模型对磨粒流数值计算结果的影响，对不同亚格子模型的静态压力、动压、速度、壁面剪切力和涡旋分布等进行了数值分析；
(11)最佳亚格子模型：分析不同亚格子模型对流场的预测能力以及扑捉细节的能力，得到针对此种流道的最佳亚格子模型。
2.根据权利要求1所述的一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法，其特征在于；分别采用四种亚格子模型分别为：Smagorinsky、WALE、WMLES和KET模型对直流道进行数值计算，设置压力进口为2Mpa；
(1)四种亚格子模型的静态压力呈现相同的变化趋势，在进口处压力最大，在出口处压力最小，压力分布呈现一个很明显的阶梯状，说明磨粒流的研抛效果由强到弱，但四种亚格子模型的静态压力数值大小存在差异，在相同的初始条件下采用不同的亚格子模型得到不同的计算结果，说明不同的亚格子模型有不同的数值计算精度；KET模型动态大值要大于Smagorinsky模型、WALE模型和WMLES模型，说明KET模型的捕捉能力要优于其余三个亚格子模型，再结合磨粒流的研抛规律，压力越大表面质量越好，因此可认为KET模型是符合磨粒流研抛的亚格子模型；
(2)四种亚格子模型的动态压力有相同的变化趋势，在流道中间位置，动态压力是一个逐渐变大的过程，在进口处动态压力较小，在出口处动态压力达到最大；而在壁面处动态压力则是一个缓慢减小的过程，说明磨粒流对壁面的研抛效果逐渐减弱，四种亚格子模型的数值基本一致，但仍存在细小偏差；KET亚格子模型的计算结果最大根据磨粒流抛光质量的影响规律，入口压力在某个范围内和抛光质量成正比，压力越大，磨粒流研抛质量越好，因此可以认为KET亚格子模型是较合适的；
(3)四种亚格子模型的速度分布也十分相近，速度越大，磨粒流与壁面之间的作用效果越强，磨粒流对壁面的剪切力越大，磨粒流对工件内表面的抛光质量越好，四种亚格子模型的速度分布和数值大小十分相近，KET亚格子模型的数值相对其他三个亚格子模型更大，WALE亚格子模型和KET亚格子模型比其他两个亚格子模型先达到最大值，Smagorinsky模型和WMLES模型则稍微有点延后，说明WALE和KET亚格子模型能够捕捉到微小的瞬态流场变化，有较高的数值模拟精度；
(4)磨粒流研抛效果取决于磨粒流对壁面的作用效果，也就是壁面剪切力，可通过对壁面剪切力的分析来判断不同亚格子模型的数值模拟精度，四种亚格子模型在进口处的壁面剪切力要大于出口处，随着远离进口，壁面剪切力越来越小，表明磨粒流对进口处的抛光效果好，对出口处的抛光效果较差；KET亚格子模型的数值最大，该分布趋势和压力、速度和动态压力的分布一致；Smagorinsky亚格子模型和WMLES亚格子模型的壁面数值变化跨度大，没有一个逐步递减的过程，表明这两个亚格子模型的捕捉能力较差，模拟精度较低；WALE亚格子模型和KET亚格子模型剪切力数值变化平缓，说明这两个亚格子模型的数值模拟精度较高，能够实时监测流体的瞬态运动变化，捕捉流场的流动细节；
(5)分析流体的运动轨迹，从涡旋的大小和疏密程度可以推测该位置的动能大小和能量传递，从而可以推测磨粒流的对该位置的研抛效果，涡旋的分布基本集中在位置2和4中间位置，尤其是大涡，而位置1和3的分布较小，这是因为流道中部为主流区域，大涡能够得到发展；大涡携带能量，大涡分布越多，携带能量越多，动能越大，对工件壁面的研抛效果越好；大涡都是在主流区域形成，即位置2和4之间，在位置1和3等四个位置出现小涡，这说明主流区域的能量较大，流体动能发展的比较充分，流体对位置2和4的作用效果相比位置1和
3要明显，磨粒流对位置2和4的研抛效果要优于位置1和3；根据流线分布可知WALE亚格子模型和KET亚格子模型的涡旋分布比其他两个亚格子模型分布更密集且涡旋也更大，表明WALE亚格子模型和KET亚格子模型捕捉流场的变化能力更强，对流体的动态变化和流动细节更加精确的模拟；在这四个亚格子模型，WALE亚格子模型和KET亚格子模型的模拟结果出现较多的小涡，其余两个亚格子模型则分布较少，表明WALE亚格子模型和KET亚格子模型对流体的微弱流动把握的更加细致，模拟结果更精准。
一种固液两相磨粒流加工内腔流道亚格子模型数值选择方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 基于细观力学的短纤维复合材料有效弹性模量预测方法 | 2020-05-08 | 18 |
| 一种深度域速度建模方法与装置 | 2020-05-08 | 135 |
| 用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备和方法 | 2020-05-08 | 608 |
| 复杂断块油藏开采区域加密井井位确定方法及装置 | 2020-05-08 | 123 |
| 适用于不同进水锥管的轴流泵辐条优化设计方法 | 2020-05-08 | 595 |
| 一种面向面曝光3D打印的视觉监视反馈方法 | 2020-05-11 | 508 |
| 立体形状信息生成系统、设备、方法以及存储介质 | 2020-05-11 | 631 |
| 一种基于核磁共振数据的三维形变模型生成方法、系统及电子设备 | 2020-05-08 | 742 |
| 点云数据的配准方法及装置 | 2020-05-08 | 450 |
| 基于时积元的仓面施工时空冲突量化计算方法 | 2020-05-08 | 264 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
