Un estudio sobre el uso de la reconstrucción de campo de flujo basada en información de ubicación para modelar las características de una válvula de descarga en un retarder hidrodinámico
Autores: Wei, Wei; Wang, Yuze; Tao, Tianlang; Chen, Xiuqi; Hu, Naipeng; Ma, Yuanqing; Yan, Qingdong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un estudio sobre el uso de la reconstrucción de campo de flujo basada en información de ubicación para modelar las características de una válvula de descarga en un retarder hidrodinámico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Modelado
Válvula de descarga
área de flujo
Res-SE-U-Nets
Campo de velocidad
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Al modelar las características de una válvula de descarga en un retarder hidrodinámico, comúnmente se requiere determinar el valor del área de flujo para calcular la fuerza en el vástago. Sin embargo, el área de flujo a menudo depende en gran medida de datos empíricos o de simulación, lo que lleva a una mayor incertidumbre y costo computacional, especialmente con la variación en el desplazamiento del vástago. Para superar estas deficiencias, se utilizan Res-SE-U-Nets (redes que combinan conexiones residuales, bloques de compresión y excitación, y U-Net) para reconstruir el campo de velocidad, y han mostrado un rendimiento excepcional en tareas de mapeo de imagen a imagen. El conjunto de datos de resultados de dinámica de fluidos computacional (CFD) para el campo de velocidad se recopila y verifica utilizando velocimetría de imágenes de partículas (PIV). Los resultados muestran que los Res-SE-U-Nets pueden capturar la información de ubicación del campo de flujo utilizando un conjunto de entrenamiento de solo 120 puntos de datos. Al utilizar la información de ubicación en la reconstrucción del campo de velocidad, el área de flujo se puede obtener directamente bajo diferentes desplazamientos y presiones del vástago para calcular la fuerza del vástago. Las características de la válvula calculadas con este método muestran un error de menos del 2% en comparación con los resultados de CFD, lo que confirma la validez y efectividad de este método. El método propuesto, que utiliza información de ubicación extraída de los resultados de predicción del campo de flujo, es capaz de calcular las características de la válvula. Este enfoque también demuestra la viabilidad de utilizar Res-SE-U-Nets para la reconstrucción del campo de flujo.
Descripción
Al modelar las características de una válvula de descarga en un retarder hidrodinámico, comúnmente se requiere determinar el valor del área de flujo para calcular la fuerza en el vástago. Sin embargo, el área de flujo a menudo depende en gran medida de datos empíricos o de simulación, lo que lleva a una mayor incertidumbre y costo computacional, especialmente con la variación en el desplazamiento del vástago. Para superar estas deficiencias, se utilizan Res-SE-U-Nets (redes que combinan conexiones residuales, bloques de compresión y excitación, y U-Net) para reconstruir el campo de velocidad, y han mostrado un rendimiento excepcional en tareas de mapeo de imagen a imagen. El conjunto de datos de resultados de dinámica de fluidos computacional (CFD) para el campo de velocidad se recopila y verifica utilizando velocimetría de imágenes de partículas (PIV). Los resultados muestran que los Res-SE-U-Nets pueden capturar la información de ubicación del campo de flujo utilizando un conjunto de entrenamiento de solo 120 puntos de datos. Al utilizar la información de ubicación en la reconstrucción del campo de velocidad, el área de flujo se puede obtener directamente bajo diferentes desplazamientos y presiones del vástago para calcular la fuerza del vástago. Las características de la válvula calculadas con este método muestran un error de menos del 2% en comparación con los resultados de CFD, lo que confirma la validez y efectividad de este método. El método propuesto, que utiliza información de ubicación extraída de los resultados de predicción del campo de flujo, es capaz de calcular las características de la válvula. Este enfoque también demuestra la viabilidad de utilizar Res-SE-U-Nets para la reconstrucción del campo de flujo.