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真空蝶阀具有洁净无油、体积小、不受介质流向影响等优点，被广泛应用于半导体制造、生物制药等需求清洁真空的行业。在实际工况下，真空蝶阀可能会面临复杂苛刻的抽气环境，如含粉尘颗粒气体、吸入压力或温度的变化等。因此研究真空蝶阀内流体的流动特性和蝶阀的热场分布与热变形具有重要意义。
本文主要利用计算流体力学(CFD)方法、数值传热学方法及有限元分析方法(FEM)对真空蝶阀展开研究。根据蝶阀结构，建立其内部流动区域及结构部件的三维模型，借助ANSYS-ICEM软件对流体和固体域分别进行网格划分，利用CFD方法分别模拟稳态及瞬态下的阀内流场、热场分布等参数，将分析结果与理论计算结果对比，验证数值模拟分析方法的可靠性，利用有限元方法分析蝶阀在不同热场分布条件下的结构变形。
本文首先基于CFD方法建立了真空蝶阀内稳态流动仿真模型，对平均压力为10Pa、100Pa、1000Pa三种情况进行了数值计算。模拟流导与理论计算流导最大误差为3.02％。在此基础上分析了蝶阀在不同压力不同开度时的流导。流体平均压力为10Pa、100Pa，蝶阀在开度α∈[15°，60°]时调节能力最好，流体平均压力为1000Pa，蝶阀在开度α∈[15°，75°]时调节能力最好。基于CFD和动网格技术建立蝶阀内瞬态流动的仿真模型，并对平均压力为10Pa、100Pa、1000Pa三种工况进行数值计算，分析蝶阀在蝶板转动过程中响应滞后的时间。平均压力为10Pa、100Pa，蝶阀滞后时间为0.0022s，平均压力为1000Pa，蝶阀由静止到开始转动，滞后时间为0.0068s，由转动到开始静止，滞后时间为0.011s。
其次，对蝶阀开度为45°和75°，平均压力分别为10Pa、100Pa、1000Pa，壁面无加热带和加热带温度为321.15K、349.15K、378.15K的几种不同边界条件下的数值模型进行了数值计算。分析不同压力、不同热力学边界条件对阀内热场分布的影响。
最后，建立蝶阀有限元分析模型，分析蝶阀在阀体与蝶板有温差存在时的结构变形，得到蝶阀间隙变化量，为进一步研究真空蝶阀的理论和设计问题提供了途径。
本文主要利用计算流体力学(CFD)方法、数值传热学方法及有限元分析方法(FEM)对真空蝶阀展开研究。根据蝶阀结构，建立其内部流动区域及结构部件的三维模型，借助ANSYS-ICEM软件对流体和固体域分别进行网格划分，利用CFD方法分别模拟稳态及瞬态下的阀内流场、热场分布等参数，将分析结果与理论计算结果对比，验证数值模拟分析方法的可靠性，利用有限元方法分析蝶阀在不同热场分布条件下的结构变形。
本文首先基于CFD方法建立了真空蝶阀内稳态流动仿真模型，对平均压力为10Pa、100Pa、1000Pa三种情况进行了数值计算。模拟流导与理论计算流导最大误差为3.02％。在此基础上分析了蝶阀在不同压力不同开度时的流导。流体平均压力为10Pa、100Pa，蝶阀在开度α∈[15°，60°]时调节能力最好，流体平均压力为1000Pa，蝶阀在开度α∈[15°，75°]时调节能力最好。基于CFD和动网格技术建立蝶阀内瞬态流动的仿真模型，并对平均压力为10Pa、100Pa、1000Pa三种工况进行数值计算，分析蝶阀在蝶板转动过程中响应滞后的时间。平均压力为10Pa、100Pa，蝶阀滞后时间为0.0022s，平均压力为1000Pa，蝶阀由静止到开始转动，滞后时间为0.0068s，由转动到开始静止，滞后时间为0.011s。
其次，对蝶阀开度为45°和75°，平均压力分别为10Pa、100Pa、1000Pa，壁面无加热带和加热带温度为321.15K、349.15K、378.15K的几种不同边界条件下的数值模型进行了数值计算。分析不同压力、不同热力学边界条件对阀内热场分布的影响。
最后，建立蝶阀有限元分析模型，分析蝶阀在阀体与蝶板有温差存在时的结构变形，得到蝶阀间隙变化量，为进一步研究真空蝶阀的理论和设计问题提供了途径。