通过数值模拟的方法,对三偏心蝶板绕流尾部涡的脱落进行研究,根据全流场的流线图和涡量图,得出在不同工况下,Re为10~6～10~7量级时,蝶板尾部蒸汽的分离点位置相同,并且分离点与来流方向的夹角为106°。通过监测蝶板面升力系数随时间的变化历程,得到4种不同工况下,蝶板尾部涡的脱落频率,随着进口蒸汽Re的增加,涡的脱落频率也随之增大。此外,针对截面为凸台形状的蝶板,得到在Re为10~6～10~7量级时,其特征参数斯特劳哈尔数为0.19～0.22。蝶板后边缘处形成的脱落涡，得出涡脱落频率，并引入斯特劳哈尔数，分析具有凸台形状的三偏心蝶板与斯特劳哈尔数之间的关系。1三偏心蝶阀三维建模及其网格的划分1.1三维模型的建立本文采用Pro/E三维软件对三偏心蝶阀进行三维建模，为确保数值模拟计算过程中进出口管路中湍流能够充分体现，对其出口管路进行适当的延伸。阀体通道直径400mm，总长度为1600mm，三偏心蝶板尺寸如图1所示，蝶板处于全开状态，最终三维三偏心蝶阀模型如图2所示。（a）主要结构尺寸（b）三维模型图1三偏心蝶板结构尺寸图2三偏心蝶阀三维透视1.2划分网格本文采用ICEM对流体域进行网格划分本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name。由于此模型的三偏心蝶板存在复杂的曲面结构，采用非结构网格，并对局部网格进行加密［4］，其具体的局部网格如图3所示。（a）左视图三偏心蝶板处网格（b）正视图三偏心蝶板处网格图3计算采用的网格2湍流模型的选择由于本文是三偏心蝶阀内非定常流动数值模拟，三偏心蝶阀内高温高压蒸汽流动属于高Re流动，而标准k-ε模型对于研究高Re流动有很好的适应性［5，6］，能较真实地描述各种流场的物理过程，并且标准k-ε精度合理，尾部涡脱落的研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机因此本文数值模拟计算选用标准k-ε模型。3边界条件设置设置边界条件时，阀体通道进口采用速度进口，出口边界采用压力出口，取时间步长为1.0×10-4s。由于整个计算过程属于非定常计算，在计算过程中，每一个时间步长会有一次湍流收敛解，所有时刻的收敛解构成了非定常解。本文选用4种不同工况进行数值模拟，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name在其他边界条件设置相同条件下，采用不同的速度进口，其中运动黏度都设置为0.8 蒸汽的流速和压力会发生较大波动，根据图1（b）可知，三偏心蝶板结构特殊，呈现出中间凹，两边凸的形状，整体成中心对称，沿阀杆轴向方向，蝶板每个截面上的厚度不同。高温高压蒸汽绕流蝶板时，在蝶板尾部会形成不同的脱落涡分布，且蝶板尾部是呈现圆弧状且厚度不均匀的钝体。在蝶板不同截面的尾部，高温高压蒸汽的流动特性也不同［7~9］。图4三偏心蝶阀典型截面示意为了更好地研究蝶板尾部涡的脱落，如图4所示出，沿阀杆轴向方向取典型截面0，1，2，3，4截面。5计算结果及其分析5.1不同工况下涡的分布通过数值模拟可知，在蝶板后边缘处形成的涡，随蒸汽流向下游，蝶板后边缘处持续不断形成涡，脱落涡不断撞击蝶板。由数值计算可知，不仅在截面0处形成脱落涡，在其他截面，蝶板后边缘也同样形成涡，对比不同截面蝶板尾部脱落涡可得，在截面4处，形成的脱落涡更为明显。因此选择截面4，观察不同工况下涡的分布，图5和6为0.8078s时截面4处的流线和涡量等值线。（a）工况1（b）工况2（c）工况3（d）工况4图5不同工况下截面4处流线（a）工况1（b）工况2（c）工况3（d）工况4图6不同工况下截面4处涡量等值线王海民，等：三偏心蝶板绕流尾部涡脱落的研究尾部涡脱落的研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name