Нужна помощ специалиста по гидродинамике

[Eugeen 6]

Итак, допустим я составлю подробную математическую модель клапана, которая будет содержать данные о геометрических размерах проточной части и ее гидравлических свойствах, данные о свойствах рабочей жидкости, данные о свойствах силового электромагнита (число витков, индуктивность), данные о пружине, прижимающей запорный элемент к седлу и о том, какие для нее допустимы максимальные размеры и жесткость, данные о приводе, который будет питаться от клапана и т. д., и т. п. .

А Вы не допускайте, а попробуйте составить хотя бы примитивную модель. Тогда будет предмет для обсуждения, сейчас же сплошная маниловщина! Недаром говориться - замах на рубль, а удар на копейку!

[a_schelyaev 366]

Большое спасибо, очень интересно познакомиться с этими программами. А вы не могли бы привести конкретные примеры этих систем оптимизации. И еще может быть есть какие-нибудь сборники задач или что-то вроде того, направленные на формирование этого "искусства постановки задач оптимизации", где от простого к сложному и так далее?

IOSO

курсов не знаю, сборников тоже

работайте и опыт настигнет вас на пути

[FSA-FSA 249]

А вы не могли бы привести конкретные примеры этих систем оптимизации. И еще может быть есть какие-нибудь сборники задач или что-то вроде того, направленные на формирование этого "искусства постановки задач оптимизации", где от простого к сложному и так далее?

AMPL

modeFrontier

Особняком - MatlaB, Simulink

Насчет литературы - довольно много современной - переводной.

Легко ищется

<noindex>https://www.google.ru/search?tbm=bks&hl...zation+engineer</noindex>

Много решенных конкретных задач оптимизации - в статьях

[Jakomo Venciano 0]

Хорошей ночи! Важно не давление топлива, а перепад давления, действующий на топливо. Перепад давления зависит от момента впрыска. Несмотря на вероятный сверхкритический перепад давления, действующий на топливо, за короткое отведенное время, оно вряд ли успеет разогнаться до критической скорости выше 1 км/с. Поэтому, задачу в первом приближении можно считать как для несжимаемой жидкости. Думаю также, что и течение топлива будет однофазным. Обыкновенно, кромки клапана устроены таким образом, что поток проходит через сужение, то есть хорошо работает приближение сопла Лаваля. Геометрия, обыкновенно, располагает к применению одномерной модели течения. Но следует иметь ввиду, что на поток топлива влияет переменное во времени сечение сопла Лаваля. Соответственно, в уравнениях количества движения должен быть дополнительный член. Грубо говоря, при нулевом перепаде давления и нулевой начальной скорости потока жидкости, сужение канала приводит к возникновению движения потока. Ну и уравнение энергии, конечно, тоже должно учитывать это переменное сечение. Но, в первую очередь, при таких малых временных интервалах срабатывания клапана, будет играть роль инерция самого клапана. Не забывайте, что всегда можно поставить вместо одной форсунки - две, при этом каждая будет рассчитана на меньший расход и иметь меньшую массу подвижных деталей, а значит инерцию. Поставьте в первую очередь инерционную задачу и порешайте для разных масс клапана, но уже с моделью соленоида. А гидродинамику вообще потом добавите.

Изменено 4 апреля 2013 пользователем Jakomo Venciano

[Jakomo Venciano 0]

CFD коды к этой задаче вообще не надо применять. Как максимум, когда ваша инерционная модель с одномерной гидродинамикой начнет хорошо раниться, то по CFD, если останется время, посчитаете гидроудары и усилия от них добавите в модель. Потом пересчитаете скорость клапана и снова гидроудары под нее. Две три глобальных итерации с CFD кодом и все.

И помните, пожалуйста, что есть люди, которые проектируют клапан, поршень и т.д., а есть люди, которые проектируют двигатель в целом и даже автомобиль. Поддерживайте с ними контакты. Узнайте режимы работы двигателя, режимы впрыска.

Изменено 4 апреля 2013 пользователем Jakomo Venciano

[luka 1]

Поэтому задачу в первом приближении можно считать как для несжимаемой жидкости. Думаю также, что и течение топлива будет однофазным.

Ну, в первом приближении, может, и действительно сгодится, но вообще - нет. В топливной аппаратуре дизелей топливо сжимаемо и существенно наличие газовой фазы.

[Jakomo Venciano 0]

Ну, конечно, согласен, надо проверить давление в минимальном сечении клапана и сравнить с состоянием насыщения. А сжимаемость топлива можно учесть переменной плотностью, но в рамках приближения несжимаемой жидкости. То есть в простые уравнения подставлять вычисляемую переменную плотность. Ну, как первое приближение. Но вся эта гидродинамика потом. Сначала нужно написать чисто механическую модель, но уже с соленоидом. И там же еще пружина должна быть в механизме. Кроме F=-kX надо еще учесть инерцию движения витков пружины. Ускорения то клапана будь здоров какие. И еще, рекомендую в уравнениях наряду с массой клапана учитывать присоединенную массу delta m. Это пограничный слой топлива. При малой массе самого клапана, доля присоединенной массы может быть значительна.

Изменено 4 апреля 2013 пользователем Jakomo Venciano

[a_schelyaev 366]

То есть в простые уравнения подставлять вычисляемую переменную плотность. Ну, как первое приближение. иненную массу delta m. Это пограничный слой топлива. При малой массе самого клапана, доля присоединенной массы может быть значительна.

Зачем, если в свойствах несжимаемого вещества есть свойство Сжимаемости?

Мы через него учитывали наличие растворимых пузырьков в жидкости гидросистемы. Считается на раз два.

[luka 1]

Зачем, если в свойствах несжимаемого вещества есть свойство Сжимаемости?

А свое уравнение состояния задать можно?

[Evgenii88 0]

Здравствуйте.Спасибо тем, кто оставил ответы. Тема немножко отклонилась в сторону систем питания поршневых ДВС с впрыском топлива. Но это, потому что я не объяснил в начале, в состав чего входит клапан, который обсуждается здесь. Вообще-то с этого надо было начинать. Он входит в состав небольшой гидросистемы привода клапанов ГРМ. Вот ее схема.

Изменено 7 апреля 2013 пользователем Evgenii88

[dronm 26]

Обратите внимание на продукт Ansoft Simplorer - в данном пакете есть математические модели электромагнитных приводов, есть целый раздел гидравлики. Задачи считаются очень быстро - Вы можете отработать принципиальнюу возможность реализации Вашего проекта. Посмотрите данный документ.

Actuator_Design_Meeting_your_Customers__Requirements_for_Suc.pdf

[a_schelyaev 366]

А свое уравнение состояния задать можно?

Нет.

Только через разработчиков или в табличном виде забить зависимость плотности от температуры и давления.

[luka 1]

Нет.

Только через разработчиков или в табличном виде забить зависимость плотности от температуры и давления.

Ну, таблица - чем не вариант.

(На всякий случай: речь же шла о CFX?)

[a_schelyaev 366]

FlowVision

[Jakomo Venciano 0]

Судя по представленной схеме, клапан управляется давлением жидкости в цилиндре и пружиной. Но все же, я хотел бы уточнить. Может речь идет о гидравлическом регулировании фаз впуска и выпуска? Тогда скорости жидкости невелики и это может мыть масло. Если же таки речь об управлении клапаном, то жидкость должна быть с очень малой вязкостью. Думаю, что одномерный код должен подойти. Хотя движение жидкости над поршнем клапана, конечно же, трехмерное. Впуск - это затопленная струя, наполнение увеличивающегося объема камеры и потом выпуск. Я бы, не стал надеяться на трехмерные коды, а написал бы уравнение движения и энергии для жидкости в камере с учетом изменения объема, инерции движущейся границы. Камера настолько мала, что затопленная струя как таковая не будет там существовать в неискаженном виде. Высота камеры тоже не слишком велика - можно в первом приближении пренебречь гидростатикой. То есть, я веду к тому, что особенные трехмерные события в жидкости в камере не будут существенны и можно принять в первом приближении камеру как один неделимый объем. Но с движущейся границей. Поскольку среда однофазная, то термодинамическое состояние жидкости определится по двум параметрам, например по плотности и по энтальпии. Плотность легко вычислить, зная массу из дифура материального баланса и зная текущий объем камеры по положению поршня. А энтальпия вычисляется из энергетического баланса с учетом работы, совершаемой жидкостью. Ну по поводу двухфазной смеси - надо проверять. Правда, мое мнение, что двухфазность в этой схеме будет только мешать. В результате двухфазной смеси будет нечеткое управление клапаном, а значит от двухфазности надо избавиться. А это означает, что можно использовать однофазный код с проверкой однофазного состояния жидкости. Это будет одно из условий задачи. Вскипание может появиться в положении полностью открытого клапана, когда объем камеры максимальный, а клапан, обладая скоростью, продолжает двигаться вниз (открываться) по инерции. В таком случае, конечно, возможно появление разряжения в камере и на поршень начнет действовать значительный обратный перепад давления. Все же, лучше как то отстроиться от вскипания, а то еще и кавитация начнется и поршень долго не протянет. Еще интересно было бы посмотреть схемы самих двух управляющих клапанов. Но интуитивно чувствую, что модели управляющих клапанов здесь не главное - там электромагниты и все. Гидродинамика в управляющих клапанах на ход штока влияет слабо. А вот основная гидродинамика должна быть в управляющей камере самого основного клапана.

И еще, пришла в голову мысль. Если жидкость однофазная и несжимаемая, то вообще система жидкость-клапан жесткая. То есть, можно записывать уравнение движения не отдельно для клапана, а для клапана сразу совместно с жидкостью над поршнем. Тогда delta m, о которой я раньше писал, это будет не пограничный слой жидкости, а вся жидкость в камере. И тогда задача будет с переменной массой движущегося механизма. Интересно!

Изменено 9 апреля 2013 пользователем Jakomo Venciano

[Evgenii88 0]

Я позднее расскажу, из чего я исходил, определяя требуемый расход жидкости, требуемое время срабатывания клапана и т.д. Пока у меня вот какой вопрос. Есть такая, всем известная дисциплина, как "Теоретическая механика". Она подробно рассматривает законы механического взаимодействия тел, природу механических сил и т. п. Так вот. Какая дисциплина так же подробно рассматривает природу электромагнитных сил, магнитные свойства различных материалов, взаимодействие металлического тела с магнитным полем (с учетом свойств материала тела) и т. д.?

[Jakomo Venciano 0]

Вот оно как... Что то я углубился в размышления, а оказывается есть такая наука "Теоретическая механика". Тысяча чертей!!! Ну чтож, открывайте новую тему: "Теперь нужна помощь специалиста по электродинамике"... Я, пожалуй, удалюсь. Всего хорошего.

[Evgenii88 0]

Jakomo Venciano, чем вы оскорбились, что даже не хотите заглядывать больше в эту тему??? Я привел в пример "Теоретическую механику" лишь для того, чтобы показать, что меня интересует дисциплина подробно рассматривающая природу электромагнитных сил, взаимодействие тел с магнитным полем так же подробно и основательно, как "Теоретическая механика" рассматривает механические силы и механическое взаимодействие тел. Это нужно мне это для того, чтобы рассчитать электромагнитный привод запорного элемента клапана.

Да, может быть некоторые мои вопросы, на первый взгляд, могут показаться глупыми. Но я для того и пришел на этот форум, чтобы найти на них ответы и решить свою задачу. За ваши ответы я вам благодарен.

[Lektor 0]

Здравствуйте.Спасибо тем, кто оставил ответы. Тема немножко отклонилась в сторону систем питания поршневых ДВС с впрыском топлива. Но это, потому что я не объяснил в начале, в состав чего входит клапан, который обсуждается здесь. Вообще-то с этого надо было начинать. Он входит в состав небольшой гидросистемы привода клапанов ГРМ. Вот ее схема.

Если вы хотите спроектировать всю приведенную систему, схему я бы поменял. Вместо двух дискретных распределителей лучше поставить на выходе из цилиндра один быстродействующий проточный многопозиционный золотник. КПД конечно упадет, но быстродействие повысим. Далее надо посчитать статику и динамику системы, определиться со значениями давления, скорости, ускорений, перемещения запорного клапана и т.д.

Как долго клапан должен находиться в открытом состоянии? теже 0,45 мс или 0,45 с? Потому что электромагнит с временем преклади 0,45 мс вы вряд ли сделаете.

А решать здесь что-то в CFD - все равно, что стрелять из пушки по воробьям.

[KSENIYA 0]

Здравствуйте. Необходима помощь профессионалов. Задача такова: в изгибающей трубке (с одним входом и тремя выходами) происходит течение жидкости. Стенки трубки выполнены из гиперупругого материала. Торцы трубки жестко закреплены. Необходимо смоделировать как течение жидкости будет влиять на деформацию стенок трубки. Расчет выполнены с односторонней передачей данных с помощью FSI: Fluend Flow (CFX)-Static Structural. Проблема такова: Расчет течения жидкости выполнен успешно. Но импорт данных о давлении жидкости в static structural не осуществляется (пишет, что нет доступа). Правильно ли я выбрала односторонний обмен, а не двусторонний? Какие геометрии (плоскости) мне необходимо выбирать для импорта данных давления в static structura?