电磁阀动态特性的流固耦合模拟研究

作     者：刘君 徐春光 张帆 LIU Jun;XU Chun-guang;ZHANG Fan

作者机构：大连理工大学运载工程与力学学部辽宁大连116024 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2015年第36卷第7期

页      面：968-975页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(11272074) 辽宁省自然科学基金(201202033) 

主　　题：动态特性 流固耦合 界面算法 虚拟挡板 碰撞模型 

摘      要：为了研究液体火箭发动机高压供气系统中电磁阀的动态特性,采用流固耦合方法对电磁阀进行数值模拟。结构采用单自由度质量弹簧阻尼动力学模型描述,纽马克算法(The Newmark Method)求解。流场控制方程为非定常Euler方程,采用弹簧近似动网格的ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)有限体积法求解。应用新型流固界面算法,采用虚拟挡板通气技术实现电磁阀开启/关闭引起的流场拓扑变化。数值模拟讨论了影响电磁阀动态特性的设计因素。模拟发现,存在19%能量损耗的主阀-气缸碰撞模型相对无损耗模型使阀门开度达到稳定状态的时间缩短一半,表明碰撞模型是电磁阀动态特性的重要影响因素。