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

1、在高空臺(tái)真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及抽氣計(jì)算中，需要對(duì)氣體在真空元件中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算以便更好地指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是對(duì)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(jì)算得到的。FLUENT是一種應(yīng)用很廣的流體力學(xué)模擬計(jì)算軟件，研究FLUENT軟件模擬真空元件中氣體流動(dòng)的方法，將FLUENT軟件應(yīng)用到氣體真空狀態(tài)下的流場(chǎng)模擬，從而增加了一種新的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。
　　本文通過對(duì)中低真空下的氣體流動(dòng)規(guī)律的理論推導(dǎo)，找到更加直

2、觀地判定流動(dòng)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(jìn)一步模擬了各種常見的異型管道的氣體流場(chǎng)，并且與理論經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)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(dòng)的可行性。FLUENT所適用的流動(dòng)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(jì)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(duì)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(qiáng)，在真空系統(tǒng)中對(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)落后于需求，這在很大程度上歸咎于制造者和使用者對(duì)控制閥的工作特性了解不夠。本文借助于計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件FLUENT，針對(duì)在真空系統(tǒng)中較為常用的蝶式真空控制閥，模擬計(jì)算其內(nèi)部的氣體流動(dòng)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