【技术实现步骤摘要】
耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法
本专利技术涉及一种耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法。
技术介绍
微秒级高速开关阀具有响应速度快、控制精度高等特点，广泛应用于航天航空等重要领域。其工作原理是通过电磁铁激励动衔铁，动衔铁、弹簧等部件与压力油共同作用于阀芯，使之产生高频换向动作，实现阀口交替通、断，进而达到精准控制燃油流量的目的。然而高频换向导致油液动能的瞬间变化，势必会引发强烈的压力冲击和空化冲击；并且阀芯与动衔铁的高频换向需要通过阀芯与阀座、动衔铁与铁芯碰撞实现动能的瞬间耗散。由此引发的流体冲击激振源和高频碰撞激振源将传递到壳体，引发强烈振动噪声。高速开关阀的振动噪声是影响其性能的重要参数。在研发阶段，设计人员必须对其振动噪声进行精准预测。然而，目前国内外对于阀体振动噪声的研究局限于：(1)仅分析阀口开度保持一定时、由于压力冲击、气蚀、空化等流体冲击激振源引发的振动噪声；(2)缺少适合于高速开关阀阀芯等运动部件高频换向运动特点所引发的流体冲击激振源的建模方法；
【技术保护点】
1.一种耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、通过建立高速开关阀的电磁、流、固耦合模型，获取阀芯与阀座、动衔铁与铁芯的高频碰撞激振源数据以及耦合阀体内壁面受到的压力冲击和空化冲击的流体冲击激振源数据；/n步骤S2、以高频碰撞激振源数据与流体冲击激振源数据为输入，并分析振动传递路径，获取振动传递至高速开关阀壳体并引发高速开关阀壳体表面振动响应特性数据；/n步骤S3、以高速开关阀壳体表面振动响应特性数据为输入，通过瞬态边界元法，获取高速开关阀声场辐射模型数据。/n
【技术特征摘要】
1.一种耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、通过建立高速开关阀的电磁、流、固耦合模型，获取阀芯与阀座、动衔铁与铁芯的高频碰撞激振源数据以及耦合阀体内壁面受到的压力冲击和空化冲击的流体冲击激振源数据；
步骤S2、以高频碰撞激振源数据与流体冲击激振源数据为输入，并分析振动传递路径，获取振动传递至高速开关阀壳体并引发高速开关阀壳体表面振动响应特性数据；
步骤S3、以高速开关阀壳体表面振动响应特性数据为输入，通过瞬态边界元法，获取高速开关阀声场辐射模型数据。
2.根据权利要求1所述的耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法，其特征在于，所述步骤S1具体实现如下：
S11、借助瞬态流场分析软件，依据高速开关阀运动特点，建立瞬态流场模型，拟合高速开关阀中运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数；
S12、依托动力学函数，获取高速开关阀由于阀口高频关闭与开启引发的流体冲击激振源数据和高速开关阀中运动部件惯性力数据；
S13、借助刚体动力学分析软件，将运动部件惯性力数据导入刚体动力学模型，获取高频碰撞激振源力学特性数据。
3.根据权利要求2所述的耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法，其特征在于，所述步骤S11具体实现如下：
S111、借助Pumplinx仿真平台，基于二叉树方法的数值笛卡尔网格划分技术划分瞬态流场网格；
S112、将外部电磁激励特性数据通过数据拟合方式，得到电磁激励时域函数；
S113、将电磁激励时域函数添加到瞬态流场中的运动部件的动力学方程中，拟合高速开关阀中运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数，实现电磁、液、固耦合。
4.根据权利要求2所述的耦合高频碰撞与流体冲击的高速开关阀模拟声场建模方法，其特征在于，所述步骤S12具体实现如下：
依托运动部件在瞬态流场分析中的动力学函数，借助耦合模型，获取高速开关阀由于阀口高频关闭与开启引发的流体冲击激振源数据，并导出步骤S11中运动部件的惯性力数据。
5.根据权利要求2所述的耦合高频碰撞与...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖，刘文利，黄惠，李雨铮，杜恒，李启正，生凯章，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。