一种动网格边界更新计算方法与流程

技术特征：

1.一种动网格边界更新计算方法，用于刚体运动速度随时间变化规律未知且采用网格重构这一网格再生方法的边界更新计算，其特征在于，包括以下步骤：

S1：依据所要计算的问题的设计图纸建立三维仿真模型，并确定三维仿真模型的计算参数；

S2：对建立好的三维仿真模型进行网格划分；

S3：依据实际情况设置好边界条件和初始值，并使用Fluent UDF编写刚体运动规律；

S4：运行Fluent软件，载入划分好的网格和编写好的Fluent UDF，设定Fluent中的求解参数，用有限体积法对刚体运动进行求解，得到刚体运动仿真模型的运行结果。

2.根据权利要求1所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，所述步骤S1中，要计算的问题为电液阀动网格边界更新问题，在建立三维仿真模型时，对电液阀实体进行简化，忽略阀芯与阀壁之间的间隙及阀芯顶部倒角，确定三维仿真模型的计算参数包括初始化电流曲线、阀芯初速度、初位移。

3.根据权利要求1所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，将建立好的三维仿真模型导入到Gambit网格划分软件中进行网格划分，网格划分采用非结构四面体网格，对边缘进行适当网格加密。

4.根据权利要求1所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S3中，所述刚体为阀芯，刚体运动规律表示为：

$m_p\frac{d^{2}x}{{\mathrm{dt}}^2}=F_p-F_e-F_s-F_f$

其中，m_p为运动组件质量总和，其单位为kg；F_p为阀内液体作用在阀芯上的作用力，F_e为电磁推力，F_s为弹簧弹力，F_f为刚体运动过程中的摩擦力。

5.根据权利要求4所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，阀内液体作用在阀芯上的作用力F_p计算公式如下：

F_p＝pA_p

式中，p为阀内压力(Pa)；A_p为阀芯顶部面积向量(m²)。

6.根据权利要求4所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，电磁推力F_e计算公式如下：

F_e＝k_ii

式中：k_i为直线电机推力常数，i为电枢内瞬时电流(A)。

7.根据权利要求4所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，弹簧弹力F_s计算公式如下：

F_s＝k_s(x-x_s)

式中：k_s为弹簧刚度；x为弹簧位移(m)；x_s为弹簧自由状态时阀芯位移(m)。

8.根据权利要求4所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，刚体运动过程中的摩擦力F_f计算公式如下：

$F_f=k_f\frac{dx}{dt}+F_a$

式中：k_f为粘性摩擦系数，F_a为与运动速度无关的滑动摩擦力(N)。

9.根据权利要求4所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，对刚体运动进行求解包括以下步骤：

计算阀内液体作用在阀芯上的作用力F_p、电磁推力F_e、弹簧弹力F_s、刚体运动过程中的摩擦力F_f；

依据计算加速度；

对加速度积分求速度；

对速度积分求阀芯位移；

动网格更新。

10.根据权利要求1-9任一项所述的动网格边界更新计算方法，其特征在于，步骤S4中，在网格更新时选择了网格重构这一网格再生方法时，运行一个时间步长，UDF调用两次。