基于伴随方法的液压阀块优化设计研究

发布时间：2024-02-25 17:16

　　为提升液压阀块的工艺性能,以降低液压阀块流道内压力损失为设计目标,使用伴随方法对传统参数化设计方法获得的流道进行优化。结果表明:经过伴随方法优化获得的肿胀流道结构能消除传统阀块流道中的涡流和局部回流,流道出口速度均匀性系数提高1.454%,流道内压力均匀性系数提高1.314%,流道内压力损失降低49.96%。

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【部分图文】：

图1π形流道的压力云图和流线图

π形流道的流线图和压力云图如图1所示，流体在直角弯头处流动方向急剧变化，流线出现收缩现象，在弯头外侧较为集中，而内侧较为稀疏；在直角转弯结构外侧和内侧均形成涡流区域，其中外侧的工艺冗腔和刀尖容腔中产生了较大尺度的涡流及局部回流现象，而内侧则产生尺度较小的涡流区；涡流区域外缘流速较....

图2U形流道模型的压力云图和流线图

U形流道模型的压力云图和流线图如图2所示，与π形流道模型相比，U形流道内不存在回流区域，仅存在由于流体对弯壁面的冲击转向而形成的小尺度涡流区域，其余区域的流动状态得到改善。U形流道内的压力损失仅为61074.64Pa，比π形流道模型减少了28.07%。(3）伴随方法优化过程

图3基于伴随方法的优化流程

使用Fluent中的伴随求解器，能基于初始的流场数据，直接求解出目标函数（压力损失）对设计变量（流道壁面网格节点位置）变化的梯度信息（敏感度矢量分布场），并直接驱动网格节点发生变化，经过多次迭代实现局部最优解。基于伴随方法的优化流程如图3所示。伴随优化迭代过程中随着网格的变形，进....

图4各优化阶段压力的损失对比

伴随优化迭代过程中随着网格的变形，进出口压力损失逐步降低，实际压力损失值逐渐趋于预期压力损失值。各优化阶段压力的损失对比如图4所示。进行5次伴随优化迭代后，流道进、出口压力损失仅为42484.15Pa，与传统U形流道模型和π形流道模型相比，优化后的流道进、出口压力损失分别降低....

本文编号：3910633