针对舰船纵倾均衡调水系统中球阀关闭时水击严重的问题,设计搭建了包含电液球阀和数字步进球阀的实验系统。通过CFD关阀水击计算与实验研究相结合的方法,重点分析单线性、多种两阶段线性关阀规律对系统水击特性的影响。结果表明：相比单线性关阀,先快后慢的两阶段线性关阀能有效缓解阀门完全关闭后的压力振荡,但当快关阶段角度太大时反而导致关阀过程中的水击压强升高;同时当快关阶段角度较小时,则水击防护效果不佳;就该研究而言,以快慢速比1. 6且快关角度在45%时水击防护效果较好。

用SST湍流模型封闭的雷诺平均N-S方程组对球阀在不同开度下的三维流场进行了数值仿真同时针对球阀结构建立了不同阀腔通径的流场模型计算了其不均匀度和流量系数分析了阀腔对流场的影响.结果表明在一定开度下球阀阀芯通道内会形成一对大小相等、方向相反的涡流在阀后出口管道内会形成两对方向相反的涡流其中靠近节流口的涡流尺度较小;阀腔会增加流场内部的扰动并且随阀腔空间的增大扰动也在增加.研究结果为球阀阀腔结构的优化设计提供了参考.

考虑流体可压缩性采用FLUENT滑移网格与UDF技术模拟不同关阀规律下球阀关闭瞬态过程分析不同关阀规律对球阀流场和水击压强的影响.结果表明;线性关阀时随着关阀时长的增加最大水击压强逐渐减小且衰减程度递 减相同开度下流场内最大流速递减;当关阀时长为0 .33时针对该模型采用“有效时长前20%关阀36°”的两阶段线性 关阀规律能有效降低水击压强.