工模拟产生的影响;再次选取了磨 粒粒径为500WI1颗粒的耗散粒子颗粒作为研究对象，通过改变其浓度、溫度、速度，能够得到 不同参数下颗粒在介观状态下的模拟形态，通过观察压力场、速度场、端流动能等的分布， 说明参数的不同对加工的影响，其中浓度越大、溫度选择310K、速度越大对磨削效果有显著 影响，能够提高加工精度。通过本发明中的仿真模拟加工，对介观状态下颗粒影响磨粒流加 工提供了借鉴，为在实际生产加工过程中提供了理论支持，弥补了宏观和微观状态下研究 颗粒磨削的不足，完善了颗粒磨削工件的理论。
【附图说明】
[0029] 图1是【背景技术】中的颗粒原子团磨削工件示意图。
[0030] 图2是本发明实施例中的喷油嘴S维实体模型。
[0031] 图3是本发明实施例中的喷油嘴通道几何模型。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，W便更好的理解本发明。
[00削实施例
[0034] 离散相模型颗粒及体积分数设定：
[0035] (1)端流模型中的颗粒：
[0036] 颗粒端流扩散是通过随机轨道模型及颗粒群模型进行考虑其影响的，而两种模型 中，作为对连续相端流的生成与耗散，颗粒对其没有直接的影响。作为随机轨道模型，对于 瞬时端流速度对颗粒轨道的影响，通常应用随机方法来考虑;而由统计平均决定的"平均" 轨道，则是由颗粒群模型跟踪的，并且在颗粒群中，颗粒浓度分布假设一般W高斯概率分布 函数(ro巧。
[0037] (2)颗粒模型的体积分数：
[0038] 离散相模型中，假定的第二相(分散相)一般较稀薄，所W并未考虑颗粒和颗粒间 的体积分数、相互作用对连续相的影响。作运种假设后，分散相的体积分数必然小于10-20%，而颗粒质量承载则大于10-12%，那么连续相的流动等/小于分散相的质量流率。
[0039] (3)连续相模拟中的悬浮颗粒：
[0040] 在具有确切定义的入口及出口边界条件相关问题，稳态离散相模型比较适用，对 于连续相中无限期悬浮的颗粒问题并不适用，非稳态颗粒离散相模型对于处理封闭体系下 的悬浮颗粒过程(例如混合器、流化床)通常可W应用。
[0041] 离散相模型求解过程：
[0042] 通常的离散相模型中，首先需要定义颗粒的初始位置、初始速度、颗粒尺寸及颗粒 (群)溫度;其次依据颗粒物理属性定义，通过使用初始化颗粒的轨道和传热/质计算，进行 颗粒初始条件的确定。
[0043] 颗粒穿过流体运动时，颗粒轨道及传质量、传热量通常是流体作用于颗粒上的对 流福射而引起的质量/热量传递W及各种平衡力来计算，它的颗粒轨道和相应的传质/热是 由图像化界面或文本界面输出计算的。
[0044] (1)通过固定的流场中（非禪合方法)进行预测离散相的分布；
[0045] (2)通过考虑离散相对连续相的流场影响(相间禪合方法)考察颗粒分布。
[0046] 在相间禪合计算中，离散相的存在对连续相的流场有影响，反之，连续相的流场也 会影响离散相的分布。通过交替计算连续相和离散相，当两相的计算结果达到收敛标准后 终止。
[0047] 颗粒运动方程：
[0048] (1)颗粒的力平衡
[0049] 离散相颗粒(气泡或液滴)轨道的求解是通过积分拉氏坐标系下的颗粒作用力微 分方程，在笛卡尔坐标系下的形式(X方向），颗粒的作用力平衡方程(颗粒惯性=作用在颗 粒上的各种力)为：
[(K)加]
(1)
[0051 ]其中Fd(U-Up)为颗粒的单位质量曳力，其中
[0化2] (2)
[0053]其中U为流体相速度，Up为颗粒速度，y为流体动力粘度，P为流体密度，Pp为颗粒密 度(骨架密度），dp为颗粒直径，Re为相对雷诺数(颗粒雷诺数），其定义为：
[0化4] (，）
[0055]曳力系数Cd可采用如下的表达式：
[005W
[0057]对于球形颗粒，在一定的雷诺数范围内，上式中的曰1，曰2，曰3为常数。
[0化引 Cri柏可采巧化下的亲巧式：
[0化9] (5)
[0060]其中；
[0061 ] bi = e邱（2.3288-6.4581+2.4486 <1) 2)
[0062] b2 = 0.0964+0.5565 4
[0063] b3 = e邱（4.905-13.8944 <1) +18.4222 <1) 2-10.2599 <1) 3)
[0064] b4=e 邱（1.4681+12.化 844-20.7322(1)2+15.8855(1)3)化）
[0065] 形状系数(1)的定义如下：
[0066]
巧
[0067] 其中S为实际颗粒具有相同体积的球形颗粒的表面积，S为实际颗粒的表面积。
[0068] 对于介观尺度的颗粒，Stokes曳力公式是适用的。运种情况下，时定义为：
[0069] ㈱
[0070] 上式中的系数Cc为Stokes曳力公式的Cunnin曲am修正(考虑稀薄气体力学的颗粒 壁面速度滑移的修正），其计算公式为：
[0071] 餅
[0072] 其中A为气体分子的平均自由程。
[0073] 运个曳力公式的形式与球形颗粒的相应表达式(4)类似，但包含了部分修正W适 应颗粒马赫数大于0.4或颗粒雷诺数大于20的流动。对于设及到离散相液滴迸裂的非稳态 流动模型，可W使用动态曳力公式模型。
[0074] (2)考虑重力的影响
[0075] 方程1中包含重力的因素，但是在缺省模式下，重力加速度为零。若考虑重力的影 响，须在化erating Conditions面板中进行重力加速度的大小和方向设定。
[0076] (3)其它作用力
[0077] 其它作用力中最重要的一项是附加质量力，它是由于要使颗粒周围流体加速而引 起的附加作用力，其表达式为：
[007引
[0079] 当口>口。时，附加质量力不容忽视。流场中存在的流体压力梯度引起的附加作用力 为：
[0080] (II、
[0081] 本实施例中的介观尺度条件下的研磨液颗粒与工件磨削的数值模拟方法，具体步 骤如下：
[0082] (1)计算模型建立及初始条件：
[0083] 非直线管类零件广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、高清洁度零件、纺织 机械、柴油机制造、液压件制造等领域。本发明选择柴油机燃油系统中重要组成部件一喷油 嘴作为研究对象，喷油嘴作用是柴油或汽油经喷油嘴内孔进入气缸，通过高压喷油，使油雾 化，经火花塞点火燃烧，启动发动机。因此对喷油嘴小孔加工要求非常高，其精度要求直接 影响发动机喷射雾化和性能，同时喷油嘴的密封性、使用寿命W及发动机的经济性和排放 指标等也都受喷油嘴加工质量的影响。
[0084] 本发明实施例中选取了柴油发动机喷油嘴零件，入口处通道大孔端口直径为4,喷 嘴前端呈锥形状，均匀分布六个喷孔，小孔内径为0.16mm，通过CATIA进行S维绘图，其S维 实体模型结果如下图2所示，对不需要进行模拟的零件体部分，进行简化，保留大孔内部及 小孔喷嘴流道，得到其通道几何模型，如图3所示。
[0085] 通过建立喷油嘴=维实体模型及几何模型，为进行磨粒磨削分析奠定基础，因此 其模型须要正确合理，能够表示喷油嘴内部的流道情况，通过=维软件作图，结构分布合理 之后，再进行FLUENT仿真模拟分析。
[0086] (2)计算模型边界条件的设置，具体包括：
[0087] (a)入口边界条件:入口边界条件是指定入口处的流动变量，它包括速度入口边界 条件、压力入口边界条件和质量入口边界条件。其中速度入口边界条件为流动速度和流动 入口的流动属性相关的标量。而根据所选模型为离散相模型，故需要设定连续相与离散相 的情况。
[0088] 连续相:喷油嘴通道进入口采用速度进口条件，设定此时进口处磨粒流为端流状 态，在Model中选择选择k-epsilon(2eqn)模型，k-邱silonModel中选择Realizable，确认 即可。在能量模型中选取化ergy Equation激活能量方程。
[0089] 离散相:选择仿真模拟的颗粒为颗粒，其浓度（即体积分数)越大，那么颗粒与壁面 磨削的粒子越多，即磨削效果越好，对内表面的磨削作用明显，根据离散相模型中，假定的 第二相(离散相)一般较稀薄，作运种假设后，离散相的体积分数必然小于10%-20%，而颗 粒质量承载则大于1〇%-12%，那么连续相的流动等/小于分散相的质量流率，因此进行不 同粒径、不同溫度、不同速度条件下进行模拟加工，选取的浓度为10%，进行不同浓度模拟 时，分别选取2 %、4 %、6 %和8 %较为合理。
[0090] (b)出口边界条件：
[0091] 出口边界条件包含压力出口边界条件、质量出口边界条件，而压力出口边界条件 需要在出口边界处制定表压，并且