基于Fluent的电磁阀内部流场的三维仿真与分析

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96 液压与气动 2013年第 10期DOI：10．11832／j．issn．1000-4858．2013．10．025基于 Fluent的电磁阀内部流场的三维仿真与分析李 荣 ，冯永保 ，刘 杰 ，张 安 ，李西康Three—dimensional Simulation and Analysis of Inner Flow Fieldfor Solenoid Valve Based on FluentLI Rong’
， FENG Yong．bao ，LIU Jie ，ZHANG An ，LI Xi．kang(1．第二炮兵．32程大学 二系，陕西 西安 710025；2．航天科工集团 机电研究所．陕西 西安 710083)摘 要：为提高电磁阀的设计水平，缩短研发周期，运用计算流体学软件 Fluent完成了电磁阀在阀芯移动不同距离时内部流场的三维建模与仿真计算，分析了阀芯在不同位移下阀体内部的流场特性，对研究阀体内部流场和优化阀体内部结构具有重要意义。

关键词：Fluent；三维建模；流场特性中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)10-0096~3引言电磁阀，即电磁换向阀，它是借助电磁铁通电时产生的推力使阀芯在阀体内作相对运动实现换向，在工业生产中应用相当广泛?。目前，关于电磁阀的研究有很多，但大部分都只是从电磁线圈的电磁特性出发，如张静一等通过 Ansofl软件建立的电磁阀电磁场仿真模型_2j，宋睿智等利用 FLUX软件计算分析不同电磁阀电磁线圈工作特性 J，刘忠等运用磁路分析法建立高速开关电磁阀的瞬时响应仿真模型 等。作为一个液压元件，仅仅从电磁角度进行分析，其结论必然不够全面。所以，我们选取电磁阀的内部流场为研究点，运用 Fluent软件来分析它的内部流场特性，这有助于液压工作者对电磁阀的内部工作状态有一个更深入，更形象的认识，同时也为今后针对电磁阀的内部结构设计和改进方面提供了借鉴和指导。

1 模型建立1．1 电磁 阀物理模型建立本研究以型号是 DSD—C02-6C的电磁阀作为研究对象，其相关性能和尺寸参数如表 1所示。

为方便对流场区域的观察和仿真结果的分析，利用表 1的数据借助 Pro／E软件画出阀的物理外形，如图 1所示 。

1．2 进 出口流场模型建立该电磁阀是一个对称结构的元件，所以只需选取阀芯朝一方移动时的情况进行分析即可，本研究假设阀芯往 B口方向移动，即阀芯往右方向移动。

表 1 电磁阀的主要性能指标和尺寸参数1 工作压力／MPa 21．O02 最大流量／L·rain 5O．003 工作电源／V 24．0066．004 阀体的长、宽、高／ram 47．0050．505 阀芯的长／ram 64．5O8．O06 阀芯半径、凸台半径／ram 13
． OO90．007 衔铁长、半径／ram 20
． 00当阀芯往 B口方向移动至一定距离后，P口与B口相通，T口与 A口相通。根据本阀的工作特性，当阀芯移动 3 mm后，阀口开始导通并实现换向功能；当阀芯移动至5 mm时，达到阀芯的最大行程，完成换向操作。所以，为使研究结果较为全面，分别建立了电磁阀收稿 日期：2013-04—17作者简介：李荣(1989一 )，男，湖南临澧人，存读研究生，主要研究电液系统控制与故障诊断。