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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116305608B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310012978.9，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法是由率志君;李策策;简洁;李志翔;李翔宇;邱威森;郭怀谦;邵逸曦设计研发完成，并于2023-01-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法在说明书摘要公布了：本发明的目的在于提供一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法，包括如下步骤：复杂阀门数值模拟前处理，数值迭代计算，重复上述两个步骤工作，获得不同工况、阀门开度以及阀芯所受流体力公式；将阀芯受力公式代入到阀芯动力学方程并耦合管路波动方程，完成管阀耦合模型的建立；在管阀耦合模型的基础上，通过数值计算，完成全工况虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟。本发明提出一种准确、合理、高效的研究弹簧阀与管路耦合下，阀芯动力学性能的数值模拟方法，突破了传统的基于实验测试的研究方法，以及CFD计算性能的限制，为阀门的设计生产以及动力装置中管‑阀配置、选型以及设计提供技术支撑。

本发明授权一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟研究方法，其特征是： 1复杂阀门数值模拟前处理，包括弹簧止回阀三维建模、流场域提取、流场网格划分、湍流模型、近壁面函数的选取和网格无关性验证； 2数值迭代计算，设置流场数值模拟边界条件、定常流场数值模拟、获得阀门过流系数和阀芯所受流体力； 设置入口流量Qin、主出口压力Pout，空排口直接排至外界，压力为1个标准大气压，即Pout2＝1bar； 经过数值模拟，获得阀门开度x下的阀门过流系数和阀芯所受流体力； 3重复上述两个步骤工作，获得不同工况QinPout、阀门开度x下的阀门过流系数和阀芯所受流体力，通过数据拟合得到过流系数Cd1x,Qin,pout、Cd2x,Qin,pout以及阀芯所受流体力Ffluidx,Qin,pout公式； 4将阀芯所受流体力Ffluidx,Qin,pout公式代入到阀芯动力学方程并耦合管路波动方程，完成管阀耦合模型的建立； 对于管路部分，根据波动方程确定管路内部流场分布，选用特征线法对波动方程进行处理，波动方程为： 其中，p为管内压力；Q为管内压力体积流量；x表示沿着管路轴向的坐标；t表示时间；ρ为管内流体介质的密度；A为管路横截面面积；a为流体声速；K为流体的体积弹性模量；表示流动摩擦阻力项，f为达西摩擦系数，D为管路直径； L1+λL2得： 当时，即上式推导为： 将长度为L的管道分为N段，每段长度为设计时间步长为划分网格，每个小网格的对角线均为特征线，对两个特征线方程分别在C+和C‑积分，对摩擦阻力项采取时间轴上梯形求积： 其中，pA和QA已知，对于C+，将pP和QP用pA和QA表示；对于C‑，用pB和QB表示pP和QP，联立上述两个方程，求解得出pP和QP； 特征网格上某分段点i上的摩擦阻力项fQ表示以该点为中点的长为各段长的管段产生的摩擦阻力,表示为： 对于边界处，假定管路入口为泵的流量边界Q0，结合公式C‑：确定系统口物理量；而对于管路出口，根据下式、阀门过流公式和特征线公式C+：确定管路出口边界物理量； 式中，Cd1、Cd2分别表示阀门主出口和空排口的过流系数；Ag1、Ag2分别表示阀门主出口和空排口过流面积；pN表示阀门入口压力，即管路出口压力； 对于阀门部分，Ffluidx,Qin,pout中的Qin即为管路出口QN，阀芯动力学方程为： 结合碰撞理论将阀芯动力学方程化为微分形式： v+＝Rv‑＝‑rv‑式中，m包括阀芯和等效弹簧的总质量；k为系统阻尼；s为弹簧刚度；x0为弹簧预压缩量； 当阀芯与阀座或阀门最大开度限位发生碰撞时，会产生能量损失，r表示碰撞损失系数； 选择四阶龙格库塔法对阀芯动力学方程的微分形式进行计算； 5在管阀耦合模型的基础上，通过数值计算，完成全工况考虑入口管路的三通弹簧阀阀芯动力学数值模拟。

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