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压力补偿灌水器分步式CFD设计与实验研究
引用本文:邓涛,魏正英,王立朋,刘泽文.压力补偿灌水器分步式CFD设计与实验研究[J].清华大学学报(自然科学版),2012(4):513-516,522.
作者姓名:邓涛  魏正英  王立朋  刘泽文
作者单位:清华大学微电子学研究所;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975227);全国博士学位论文作者专项项目(FANEDD200740);长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0646)
摘    要:为提高压力补偿灌水器的设计精度和研发效率,提出了一种压力补偿灌水器分步式CFD模拟方法。基于CAD建模、CFD分析软件Fluent和有限元分析软件An-sys,该方法可实现灌水器设计模型水力性能的模拟。采用这种方法,设计了一款直径12mm的圆柱压力补偿灌水器,并对其水力性能进行了模拟,得到了灌水器的预测压力-流量曲线。利用光固化快速成型技术制作出了实验样品,进行了水力性能实验,得到了灌水器的实验压力-流量曲线。通过对分布式CFD模拟结果和水力性能实验结果的比较,发现模拟得到的预测压力-流量曲线与水力性能实验得到的实际压力-流量曲线在50~150kPa范围内吻合得较好,在150kPa以上范围内存在一些偏差。详细分析了产生这些偏差的原因,提出了改善分布式CFD模拟的方法。

关 键 词:压力补偿灌水器  CFD模拟  水力性能实验  压力-流量曲线

Stepwise CFD simulation and experiments of pressure-compensating emitters
DENG Tao,WEI Zhengying,WANG Lipeng,LIU Zewen.Stepwise CFD simulation and experiments of pressure-compensating emitters[J].Journal of Tsinghua University(Science and Technology),2012(4):513-516,522.
Authors:DENG Tao  WEI Zhengying  WANG Lipeng  LIU Zewen
Institution:1(1.Institute of Microelectronics,Tsinghua University, Beijing 100084,China; 2.State Key Laboratory of Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China)
Abstract:A stepwise simulation method was used to accurately and efficiently design a pressure-compensating emitter.CAD models,Fluent and Ansys,were used to simulate the hydraulic performance of the pressure-compensating emitters.A 12-mm diameter cylindrical pressure-compensating emitter was designed with the pressure-flow curve predicted numerically.The emitter was then manufactured using rapid prototyping & manufacturing with hydraulic tests to measure the pressure-flow curve for the emitter.Comparison of the practical pressure-flow curve with the predicted one shows that they agree very well within the pressure range from 50 kPa to 150 kPa,but differ over 150 kPa.
Keywords:pressure-compensating emitter  CFD simulation  hydraulic performance experiment  pressure-flow curve
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