压力补偿灌水器分步式CFD设计与实验研究  

Stepwise CFD simulation and experiments of pressure-compensating emitters

作　　者：邓涛[1] 魏正英[2] 王立朋[2] 刘泽文[1] 

机构地区：[1]清华大学微电子学研究所,北京100084 [2]西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安710049

出　　处：《清华大学学报（自然科学版）》2012年第4期513-516,522,共5页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基　　金：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。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 50kPa to 159kPa, but differ over 159kPa.

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 

分 类 号：TV131.63[水利工程—水力学及河流动力学] TH89[机械工程—仪器科学与技术]