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一種基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法與流程

文檔序號:11919709閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于,包括如下步驟:

1)建立幾何模型:根據(jù)氣淬系統(tǒng)基本尺寸參數(shù),建立氣淬系統(tǒng)幾何模型,包括定義復雜構(gòu)件區(qū)域為固體計算域及流體區(qū)域為流體計算域;

2)劃分網(wǎng)格:將固體計算域和流體計算域的幾何模型導入網(wǎng)格劃分軟件中進行網(wǎng)格劃分;

3)將步驟2)中得到的網(wǎng)格劃分后的幾何模型導入CFD軟件中,定義基本求解器、啟動能量方程、指定湍流模型、定義材料的物性參數(shù)、邊界條件參數(shù)及初始化后,開始數(shù)值模擬計算;

4)判斷是否收斂,如果殘差小于設(shè)定值,則收斂并進行下一步驟;如果不收斂,對步驟2)中固體計算域和流體計算域的幾何模型重新進行網(wǎng)格劃分,優(yōu)化網(wǎng)格后,重復步驟1)~3)直至收斂為止;

5)重復步驟1)~4),進行多次數(shù)值模擬;每一次數(shù)值模擬過程中改變步驟1)中基本尺寸參數(shù)和步驟3)中邊界條件參數(shù);

6)將所述多次數(shù)值模擬所對應(yīng)的溫度場數(shù)據(jù)整理并建立數(shù)據(jù)庫,以構(gòu)件內(nèi)部溫度差最小為目標,通過數(shù)據(jù)庫自動尋優(yōu),選擇最優(yōu)工藝參數(shù)組合,以保證構(gòu)件內(nèi)部溫度均勻性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟1)中基本尺寸參數(shù)包括構(gòu)件的幾何尺寸、噴嘴的位置、大小及數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟2)中網(wǎng)格劃分優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟3)中基本求解器選用壓力基及非穩(wěn)態(tài)求解器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:步驟3)中湍流模型根據(jù)雷諾數(shù)選擇K-e模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟3)中材料的物性參數(shù)包括:構(gòu)件的材質(zhì)、密度、比熱容、導熱系數(shù)及冷卻介質(zhì)的種類、密度、比熱容、導熱系數(shù)、黏度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟3)中邊界條件參數(shù)包括:

速度入口的冷卻介質(zhì)速度、溫度、湍流強度、水力直徑;

壓力出口的壓力、湍流強度、水力直徑;

構(gòu)件壁面熱邊界及噴嘴壁面熱邊界;

其中,速度入口為冷卻介質(zhì)出口,壓力出口為流體計算域的外部空間邊界。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述構(gòu)件壁面熱邊界條件為couple,噴嘴壁面熱邊界為恒溫熱邊界。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:步驟4)中殘差小于10^-6時收斂。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的基于CFD軟件對復雜構(gòu)件氣淬系統(tǒng)的優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟5)中,改變的基本尺寸參數(shù)包括噴嘴的位置、大小及數(shù)量,改變的邊界條件參數(shù)包括速度入口的冷卻介質(zhì)速度和溫度。

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