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摘要
针对某管路系统多级降压调节阀涡激振动现象，基于计算流体力学(CFD)与热流固耦合模态分析方法，对调节阀的涡激振动特性进行分析。仿真得到调节阀流量特性曲线和3种工况下流体压力、涡核速度分布云图。设计一种调节阀流量检测试验装置，并对调节阀在不同开度的流量进行检测。试验数据与仿真数据保持一致，从而验证仿真的准确性。通过监测流场中漩涡脱落的升力系数，得到调节阀的升力系数时域特性曲线，利用快速傅里叶变换(FFT)将其转换为频域特性曲线，从而确定流场涡激振动的主频。在Workbench平台，利用热流固耦合模态分析替代传统静力学模态分析，得到调节阀的前6阶固有频率与第1阶模态振型。通过将涡激振动的主频与前6阶固有频率相对比，发现：随着开度增大，各级降压效果越来越明显，大涡逐渐形成小涡，漩涡脱落愈发显著。调节阀的涡激振动主频在140 Hz内，其各阶模态频率均在255.96 Hz以上。调节阀的模态频率没有落到涡激振动主频范围内，调节阀不会发生涡激共振现象。为设计安全可靠的管路系统提供保障。
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单位辽宁科技大学; 自动化学院
