使用 CFD 仿真进行阀门性能分析：第 II 部分

了解如何使用 Ansys Discovery 通过优化模式获得准确的阀门性能结果。

第 II 部分：优化模式下的模拟

阀门的模拟可以在 Explore （探索） 模式和 Refine （优化） 模式下执行。Explore 模式允许快速仿真，在长达 2 分钟内获得具有一定精度的结果，从而能够评估设计更改。这提供了一个相对比较，以决定需要在 Refine 模式下进行更深层次计算分析的设计。优化 模式使用 Fluent 求解器根据网格化的几何图形获取结果。然后，每个模型将花费更多时间来提供结果（10-20 分钟）。第二篇博客详细介绍了这种方法。

步骤

几何图形与零件 I 中的阀表示相同。因此，这些步骤直接从网格划分过程开始，因为此演示不需要进行任何修改。但是，如果需要，可以随时应用更改。

• 设置
  值得一提的是，'Cutting Bodies' 工具在 Refine Mode 中不可用。当您切换到 Refine 模式时，如果启用了任何符干/光盘位置，您将看到一条错误消息。要继续模拟，用户需要像往常一样使用 1） Combine 工具减去体积。按照步骤选择 2） 主体积，然后选择 3） 要减去的主体和 4） 剩余的公共主体。

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  这意味着必须创建三个额外的流体域，或者必须复制文件并相应地修改流体域。尽管如此，可以继续使用参数表。这意味着，通过选择“全部更新”选项，用户可以针对给定的保真度运行一整套模拟。回想一下，在细化模式下，由于它使用计算网格，与探索模式相比，模拟时间会增加。
  
   
• 网格
  细化模式允许基于计算网格求解 CFD 模型。可以使用全局和局部控件来创建网格：1) 保真度栏可用作探索模式中的一般细化，2) 在“模拟选项卡”>“保真度”下，用户可以选择全局或局部按钮。在此演示中，应用了全局控制。默认选项是“自动确定尺寸”，但所选方法是 3)“曲率和接近度”，因为它允许良好的细化水平，包括膨胀层的数量。最后，通过单击显示的图标创建 4) 网格。
   

  

  
  
  为此演示创建了三个网格以执行收敛分析。第一个目标是确定压力下降与流量曲线，并将其与探索模式中获得的曲线进行比较。一旦用户选择了网格方法，就可以使用屏幕右下角显示的图标 4) 生成网格，如上图所示。可以在“模拟选项卡”>“物理”>“模拟选项”中设置更多用于模拟的工具。
   

  

  
   
• 结果
  为了进行比较，收敛解的曲线（线 1）绘制在与探索模式中获得的曲线相同的图上。 
  
  在第 I 部分中，针对不同的保真度值和每个入口速度（稍后用于计算每个流速）求解了几个模型。该图显示，在优化模式下收敛的解类似于根据每个入口速度的模拟平均值构建的线（线 2）。对于小于 307 LPM 的流速，线 1 的压力下降略小于线 2 预测的压力下降。但是，对于更高的流速，情况相反。
   

  

最后，对其余阀杆/阀盘位置重复该过程，包括创建网格、更新参数化表和获取结果，以获得最后一条曲线：阻力系数与阀门开度的关系。此处，收敛解接近探索模式预测的上限，因为保真度最高；但是，请记住，在探索模式下，用户无法控制网格。总而言之，运行详细模拟总是更好，但探索提供了合适的范围。