【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁阀数值仿真计算，特别涉及一种高速开关电磁阀仿真方法和系统。
技术介绍
1、在电磁阀
，高速开关电磁阀作为一种重要的控制元件，因具有低廉的价格和卓越的抗污染性能，广泛应用于车辆制动系统、空调、能源、航空航天等领域。同时，高速开关电磁阀具有快速响应、高频率开关、精准控制等优点，能够满足现代工程对于高性能、高效率的要求。随着科技的不断发展，高速开关电磁阀有望在更多领域展现广阔的前景。数值仿真计算因为所需成本低、时间周期短、灵活性高等优点，越来越多的研究者采用数值仿真的方法来分析阀的特性，从而优化和提高阀的性能。
2、现有技术中，高速开关电磁阀仿真的具体步骤为：深入了解高速开关电磁阀的结构和工作原理，基于其电磁特性、流场特性和机械特性，建立数学模型。根据实际需求，设定仿真参数，选择适合的仿真软件。在仿真软件中，将数学模型转化为仿真模型并代入设定的参数，运行仿真计算，得到电磁阀的电学、磁学和流体力学特性等参数仿真结果。
3、上述现有技术存在的缺陷是：仿真主要集中在单一物理场，如电磁场或流体力学场，缺乏对多物理场的综合考虑，导致高速开关电磁阀真实工作环境下复杂物理过程的模拟不足，影响了仿真的准确性和可靠性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种高速开关电磁阀仿真方法和系统。
2、本专利技术实施例提供一种高速开关电磁阀仿真方法，包括：
3、获取高速开关电磁阀的流体仿真模型和三维模型；
4、将
5、将高速开关电磁阀的三维模型导入电磁仿真软件maxwell中，参数化设置高速开关电磁阀阀芯的空间位置，以实现高速开关电磁阀的电磁仿真，得到高速开关电磁阀的阀芯位移；
6、基于系统仿真软件amesim建立电磁开关阀液压仿真系统，设置液压元件仿真参数和求解方案，以实现高速开关电磁阀的系统仿真，得到高速开关电磁阀的多物理场信息；
7、在网格划分软件fluent、电磁仿真软件maxwell和系统仿真软件amesim三个软件之间建立双向耦合，以实现流体仿真结果、电磁仿真结果和系统仿真结果之间的数据交换；当高速开关电磁阀的液压力、出口流量、阀芯位移和多物理场信息均收敛至设定阈值时，对数据交换的结果进行融合，进而得到高速开关电磁阀的多物理场耦合仿真模型。
8、另外，将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入网格划分软件fluent进行网格划分时，在电磁阀中流体压力和速度梯度变化较大的区域处加大单元密度，在梯度变化缓慢的区域减小单元密度。
9、另外，将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入网格划分软件fluent进行网格划分，其具体包括：
10、设置局部尺寸与全局尺寸，对狭窄阀口处进行局部加密，划分面网格，设置边界层层数，采用“四面体”网格进行体网格划分；
11、查看网格质量和数量是否适合，如果不适合，则重新划分调整，直至符合网格正交质量的设定阈值，得到流体仿真模型的网格划分结果。
12、另外，将高速开关电磁阀的三维模型导入电磁仿真软件maxwell中，具体设置包括：设置求解类型为瞬态场；将阀芯最低点的坐标进行参数化设置；设置各零件材料属性，将线圈设置为铜，其余不导磁材料设置为空气，导磁材料设置为结构钢；构建空气域，设置边界条件为气球边界；构建阀芯运动区域，设置阻尼，阀芯质量和运动方向；添加电流激励，划分网格，设定动铁和阀芯所受电磁力名称，添加求解器。
13、另外，在网格划分软件fluent、电磁仿真软件maxwell和系统仿真软件amesim三个软件之间建立双向耦合，其具体包括：
14、在电磁仿真软件maxwell中建立联合仿真接口usercosim，该接口的输入参数为电磁仿真软件maxwell赋值给用户接口的值，该接口的输出参数为用户接口赋值到电磁仿真软件maxwell的值；
15、电磁仿真软件maxwell软件将得到的电磁阀进出口压强和阀芯位移导入网格划分软件fluent和系统仿真软件amesim；
16、网格划分软件fluent根据进出口压强和阀芯位移重新计算并将重新计算得到的液压力和出口流量反馈至电磁仿真软件maxwell；
17、系统仿真软件amesim软件根据阀芯位移重新计算并将重新计算得到的电磁力反馈至电磁仿真软件maxwell；
18、电磁仿真软件maxwell根据重新计算得到的液压力和出口流量重新计算并将更新的进出口压强和阀芯位移再次导入网格划分软件fluent和系统仿真软件amesim，以实现三个软件之间的双向耦合。
19、另外，获取高速开关电磁阀的流体仿真模型和三维模型，具体包括：
20、使用交互式cad制图软件ug建立高速开关电磁阀的三维模型，该三维模型包括：阀体、阀芯、阀座、动铁和隔磁管；
21、将三维模型导入实体建模软件spaceclaim，抽取高速开关电磁阀的流体域，以建立流体仿真模型。
22、另外，一种高速开关电磁阀仿真系统，包括：
23、数据获取模块，用于获取高速开关电磁阀的流体仿真模型和三维模型；
24、流体仿真模块，用于将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入网格划分软件fluent中进行网格划分，将划分好的网格进行流体仿真设置，以实现高速开关电磁阀的流体仿真，得到高速开关电磁阀的液压力和出口流量；
25、电磁仿真模块，用于将高速开关电磁阀的三维模型导入电磁仿真软件maxwell中，参数化设置高速开关电磁阀阀芯的空间位置，以实现高速开关电磁阀的电磁仿真，得到高速开关电磁阀的阀芯位移；
26、系统仿真模块，用于基于系统仿真软件amesim建立电磁开关阀液压仿真系统，设置液压元件仿真参数和求解方案，以实现高速开关电磁阀的系统仿真，得到高速开关电磁阀的多物理场信息；
27、耦合模块，用于在网格划分软件fluent、电磁仿真软件maxwell和系统仿真软件amesim三个软件之间建立双向耦合，以实现流体仿真结果、电磁仿真结果和系统仿真结果之间的数据交换；当高速开关电磁阀的液压力、出口流量、阀芯位移和多物理场信息均收敛至设定阈值时，对数据交换的结果进行融合，进而得到高速开关电磁阀的多物理场耦合仿真模型。
28、本专利技术实施例提供的上述一种高速开关电磁阀仿真方法和系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
29、现有的仿真主要集中在单一物理场，如电磁场或流体力学场，缺乏对多物理场的综合考虑；
30、而本专利技术通过网格划分软件fluent实现高速开关电磁阀的流体仿真，通过电磁仿真软件maxwell实现高速开关电磁阀的电磁仿真，通过系统仿真软件amesim实现高速开关电磁阀的系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入到网格划分软件Fluent进行网格划分时，在电磁阀中流体压力和速度梯度变化大于阈值的区域处加大单元密度，在梯度变化小于阈值的区域减小单元密度。
3.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，所述将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入到网格划分软件Fluent进行网格划分，其具体包括：
4.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，所述将高速开关电磁阀的三维模型导入到电磁仿真软件Maxwell中，具体设置包括：
5.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，所述在网格划分软件Fluent、电磁仿真软件Maxwell和系统仿真软件AMESim之间建立双向耦合，其具体包括：
6.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，所述获取高速开关电磁阀的流体仿真模型和三维模型，具体包括：
7.一种高速开关电磁阀仿真系统，
...【技术特征摘要】
1.一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入到网格划分软件fluent进行网格划分时，在电磁阀中流体压力和速度梯度变化大于阈值的区域处加大单元密度，在梯度变化小于阈值的区域减小单元密度。
3.如权利要求1所述的一种高速开关电磁阀仿真方法，其特征在于，所述将高速开关电磁阀的流体仿真模型导入到网格划分软件fluent进行网格划分，其具体包括：
4.如权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈誉，何玉文，赵琛，张艳芹，赵才虎，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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