蝶阀以其结构简单和适合用于大中口径管道的结构特点，得到了广泛的应用。伴随着近代工艺加工技术和材料工业的发展，蝶阀的应用已远远超出传统范围，在一些工业领域已经替代过去常用的闸阀、截止阀、旋塞阀和球阀。所以开发适用于高参数工况并能够长周期运行的蝶阀产品，已经成为阀门制造业和使用部门共同关注的问题。设计大口径蝶阀不仅需要解决使用材料的材质问题而且需要**了解阀门的水力特性，从而为阀门改进设计提供依据。
近年来。随着计算机技术的迅猛发展，发达国家已经在阀门的研究与开发中运用CFD软件FLU2ENT技术进行设计方案的改进。目前，我国对蝶阀的研究主要集中在产品的机械制造及结构形式等方面，从水力的角度对大口径蝶阀内部流场研究投入较少，使得蝶阀设计和使用处于半试验状态。为了更加**的分析大口径蝶阀的性能，运用数值模拟的方法分析其内部流场是十分必要的。本文运用CFD软件FLUENT技术，对某钢铁企业使用的DN1400大口径蝶阀在不同工况下的流场进行了数值模拟，以流体在蝶阀蝶板不同开度下的流动分析结果为依据，通过改变蝶板结构，实现阀门的改进设计，对大口径蝶阀的优化设计有一定的指导作用。
2 流程分析 2.1 控制方程 设蝶阀内部流动介质为水，为简化计算，选择流动模型为单相流体的不可压缩三维粘性流动，采用不可压缩流动的雷诺方程组与k-ε紊流模型构成封闭的方程组来求解。 1）连续性方程
2.2 阀门流道模型及网格划分 以DN1400蝶阀为例，为保证流场的稳定性，取蝶阀及其前部管道L1=5D（D为管道直径）与其后部管道L2=20D一同作为计算域。网格划分采用了非结构混合网格技术，利用FLUNENT软件包中的前处理软件GAMBIT强大的网格划分功能，保证了网格的质量，网格总数超过了60万。采用自适应的网格技术对流场进行调整使其模拟出更加精细的流动（图1）。 2.3 计算方法
采用不可压缩流动的雷诺时均方程组，紊流模型采用标准k-ε模型。所有方程中的对流项均用二阶迎风格式离散，离散方程的求解采用压力耦合方程组的半隐式方法（SIMPLE算法）。连续性方程和动量方程收敛残差标准均为10-3。规定进口边界条件为velocity-inlet，给定管道进口速度uin设为1.0m/s，出口边界条件定为自由流动。计算中忽略了重力对流场的影响。全流场计算了定常流动，得到了阀内流场的详细分布情况。 3 计算结果分析 为了研究阀门的流场特性，按照阀门开度为100%、45%和10%的3种典型工况，模拟阀门全开、半开和微开3种典型状态。 3.1 改进前蝶阀的流场分析
蝶阀全开时，流速分布较均匀，整个流态相当平稳，但由于蝶板上前后横向筋板的阻隔，造成水的流速增加，局部水力损失较大，造成一定的过阀损失。流速增加区域集中在前后横向筋板之间，对管壁形成一定的冲击。如果结合压力图分析，在横向筋板表面存在负压，局部的压力梯度较大，这样就造成了横向筋板处的受力情况较差。
蝶阀开度为45%时，由于蝶板的阻隔，流速分布呈明显不均匀性，在过流的上下区域，流速明显增加，并形成涡流。速度较大区域集中在蝶板附近的过流上下区域部分，形成对管壁的较大冲击。由于蝶阀背面存在局部低压区，从蝶阀上方越过的流体部分折向下流，从蝶阀下方流过的流体部分折向上流，在蝶板背面靠下部分形成旋涡。
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