FloEFD 參數研究（Parametric Study ）指南 (EFD.Lab V9.1) – 簡易彈簧閥
Matt Milne, Mentor Graphics, Mechanical Analysis Division
31st March 2009
介紹
本指南旨在仿真水流通過簡易彈簧閥，一個與室內散熱器閥尺寸和外形類似的閥門來介紹
FloEFD 參數研究能力。組件中閥門位置通過匹配距離定義。液體通過閥門組件底部的入口
處流入，經旁側的出口處流出。推動閥門打開的流體壓力與一個彈簧相對立，彈簧的作用在
于推動閥門關閉。
組件包含彈簧零件只是為了說明組件結構不包含機械分析。另外，彈簧的作用在參數研究中
通過線性彈簧等式模擬：
FS=kx (Eq.1)
等式中：
FS =彈簧彈力
k=彈簧常量
x=彈簧壓縮距離
說明：本指南僅為介紹 FloEFD 參數研究能力，所以指南中所用到的流動案例過于簡單，也
許并不能代表真實的閥門。但是，指南中描述的流程卻可以應用于類似的簡單或者復雜的問
題上。
問題描述
Q1. 在何種位置時閥門所受彈簧壓力和流體壓力）處于平衡？
Q2. 當閥門處于該位置時，體積流率是什么？
假定閥門中對應彈簧的流動力根據線性彈簧等式 Eq.1.變化。對應流體的流動力，FF ，根據
一個未知的函數變化，比如：
FF=f(x) (Eq.2)
現在的問題是找到 Eq.1 和 Eq.2 （圖1）系列同步等式的數學解。
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圖 1 – 描述閥門彈簧和流體所受力之間等式的草圖
通過手動插值的方法創建系列結構和獲取大范圍內閥門位置的流動解決方案都可以靈活地
解決問題。然而，對于大多數實際問題，手動方法顯得沉悶并且過于耗費人工。相反，使用
FloEFD 的參數研究能力可自動完成項目。
指南
1. 打開 parametric_study/valve_assembly01.sldasm
2. 設置 body01 透明，注釋閥門結構。重新設
置 body01 固體。
3. 使用 Front Plane 創建剖面圖，顯示組件內部。
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4. 在 Feature Manager 中擴大匹配。右擊
Distance1 ，選擇Edit Feature 。 海基科技
注意，匹配定義為兩平面間的距離，一平面為
閥體另一為閥桿。
退出匹配定義，不需要保存任何修改。
5. 注意，在入口和出口已經分別創建了 LID1
和 LID2 。依次右擊這兩個元件并選擇 海基科技
Show components。
6. 選擇 Flow Analysis ，點擊 Wizard 。創建一個新的結構命名為 param01 ，輸入評論“Simple
spring valve demo – parametric study” （簡易彈簧閥演示 – 參數研究）。點擊 Next 。
7. 選擇 SI 單位系統. 在 Main 中設置Temperature 單位為 Celsius (攝氏) 。在 Loads & Motion
中設置Volume flow rate 單位為 Milliliter/second(cm^3/s) (毫升/秒) 。點擊Next 。
8. 保留 Analysis Type 選項的默認設置（Internal, Exclude cavities without flow海基科技 conditions,
Reference axis = X ）。點擊Next 。 海基科技
9. 設置 Water 為默認流體，點擊Next 。 海基科技
10. 再次點擊 Next ，接受默認Wall Conditions 設置。 海基科技
11. 再次點擊 Next ，接受默認 Initial Conditions 設置。
12. 設置 Result resolution slider bar 為 4 ， 點擊
Finish ，完成 Wizard 。
13. 注意，FloEFD 圍繞整個模型自動創建計算 海基科技
域。所以，當模型對稱，平面 Z=0 后，我
們可以利用對稱特性減少計算量。
選擇 FloEFD analysis tree, 右擊 Computational 海基科技
Domain, 選擇 Edit Definition…
在 Size 欄設置 Z max =0.0m 。
在 Boundary Condition 欄 設 置 Symmetry
boundary condition(對稱邊界條件) 為 Z Max 。
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