基于FLUNET的真空系統(tǒng)元件氣體流動模擬計算方法的研究.pdf

1、在高空臺真空系統(tǒng)的設(shè)計以及抽氣計算中，需要對氣體在真空元件中的運動進行準確計算以便更好地指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計。但是對于真空系統(tǒng)中蝶閥和換熱器等結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的元件，是無法用理論公式計算得到的。FLUENT是一種應(yīng)用很廣的流體力學(xué)模擬計算軟件，研究FLUENT軟件模擬真空元件中氣體流動的方法，將FLUENT軟件應(yīng)用到氣體真空狀態(tài)下的流場模擬，從而增加了一種新的計算機輔助設(shè)計方法。
　　本文通過對中低真空下的氣體流動規(guī)律的理論推導(dǎo)，找到更加直

2、觀地判定流動狀態(tài)的方法。在確定FLUENT所能模擬氣體在真空狀態(tài)下的壓力下限的基礎(chǔ)上，進一步模擬了各種常見的異型管道的氣體流場，并且與理論經(jīng)驗公式進行了比較，得到了很好地吻合。從而證明了FLUENT模擬中低真空氣體流動的可行性。FLUENT所適用的流動模式包括層流、湍流和介于二者之間的湍流-層流過渡流，即傳統(tǒng)真空系統(tǒng)計算中所定義的粘滯流。在此基礎(chǔ)上探討了采用用戶自定義函數(shù)的方法使得FLUENT能夠模擬真空泵的抽氣過程。研究表明該方法對于

3、抽氣過程的模擬是可行的。
　　隨著真空應(yīng)用技術(shù)工藝水平的提高和真空應(yīng)用設(shè)備復(fù)雜程度的加強，在真空系統(tǒng)中對于真空控制閥門的需求越來越多。相比之下，真空控制閥的生產(chǎn)供應(yīng)與成功應(yīng)用遠遠落后于需求，這在很大程度上歸咎于制造者和使用者對控制閥的工作特性了解不夠。本文借助于計算流體力學(xué)商業(yè)軟件FLUENT，針對在真空系統(tǒng)中較為常用的蝶式真空控制閥，模擬計算其內(nèi)部的氣體流動規(guī)律，揭示了真空蝶閥開度位置與其流量、流阻間的定量關(guān)系，從而為蝶式真空控