耦合DEM-CFD法双入口磨粒流动力学

作者：周迪锋，刘冬玉 日期：2014-04-08/span> 浏览：2666 查看PDF文档

周迪锋，刘冬玉
（浙江工业大学特种装备制造与先进技术教育部重点实验室，浙江杭州310014）
摘要：针对单入口磨粒流加工装置光整不均匀问题，提出了双入口磨粒流加工装置，为了解决传统CFD软件不能跟踪颗粒撞击壁面问题，结合DEM和CFD方法，通过耦合PFC和CCFD软件，利用DMP颗粒运动模型和标准k - ε 湍流模型来模拟磨粒在流场中的运动。仿真中，通过PFC记录磨粒撞击壁面的速度和次数，通过CCFD记录流场运动状态，并应用Abaqus中Johnson-Cook模型分析了撞击速度和撞击次数对靶材质量损失的影响。数值模拟结果表明，双入口装置内两股流体撞击使得磨粒运动更为无序，磨粒撞击壁面次数大大增加，同时撞击壁面速度大于40 m/s的次数达到1 382次，远大于单入口的563次，使得加工面的材料去除速度更快。加工试验结果表明，加工30 h后，双入口装置加工的工件表面粗糙度Ra = 0.35 μm ，单入口装置工件表面粗糙度Ra = 0.65 μm ，加工效率明显提高。
关键词：计算流体动力学；离散元法；磨粒流；双入口装置；撞击；数值模拟
中图分类号：TH16；TG580.1 文献标志码：A 文章编号：1001-4551（2013）12-1467-05

本文引用格式：
周迪锋，刘冬玉. 耦合DEM-CFD法双入口磨粒流动力学模拟及加工试验［J］. 机电工程，2013，30（12）：1467-1471.ZHOU Di-feng，LIU Dong-yu. Coupling DEM-CFD double inlet abrasive flow dynamics of numerical simulation and test device［J］. Journal of Mechani⁃cal & Electrical Engineering，2013，30（12）：1467-1471.