锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟

基于Fluent流场仿真软件,对锥阀外流和内流情况下阀芯所受稳态液动力及阀芯表面压力分布进行了数值模拟和分析。结果表明,稳态液动力随着阀口压差的增大而增加;当阀口压差大于2.5MPa时,阀芯表面出现负压,阀口处发生气蚀;当阀口开度为1mm时,稳态液动力最大;在其他条件相同的情况下,锥阀内流时的液动力小于锥阀外流时的液动力。     

基于CFD多路阀铲斗联流固耦合解析

分析HDF多路阀结构,利用三维建模软件分别建立流体模型及固体结构模型。结合计算流体力学理论,利用商业CFD软件,通过设置模型参数及边界条件对HDF多路阀流场及阀芯结构场进行解析。对流体解析数据分析,得到滑阀铲斗联速度场、压力场分布情况;对阀芯结构场解析,得到铲斗联阀芯在流固耦合边界条件下的应力应变情况,为液压阀内部特征的预测提供依据。     

纯水液压锥阀中二级节流的抗气蚀性能研究

为了研究二级节流结构在水压锥阀中的抗气蚀特性,首先从理论上进行分析,然后通过CFD软件,对不同锥角二级节流锥阀的三维流道进行气穴流场的数值模拟计算。通过仿真计算,得到相应的压力分布云图和气体体积百分比分布。分析压力分布对气体体积数的影响,并将结果与一级节流进行对比分析,采用二级节流使得节流口进出口压降减小,经过阀口的最低压力升高,气体体积百分数明显降低;在开度为0.4mm、阀芯半锥角为30°时,没有产生气泡,直接抑制气蚀的产生。因此,二级节流结构能够有效地减轻水压锥阀的气蚀现象。     

锥阀阀口能量损失分析及阀座结构改进

通过对锥阀在不同锥角、不同阀口开度及不同压差条件下的速度场和压力场进行分析,类比电路基本理论,得到了在不同压差条件下压力及速度梯度变化的规律,并分析了锥阀阀口的能量损失规律;与此同时分析锥阀阀口涡流产生的原因,通过对阀座结构进行改进,以减少涡流大小,从而达到降低能量损失的目的,为锥阀的设计提供了理论参考依据。     

基于CFD的调节阀流场数值模拟与实验研究

为了对某国产调节阀进行优化设计,利用CFD方法对其内部三维流场进行数值模拟,根据模拟结果分析了不同开度下调节阀内流场流动特性,得到了速度和压力的可视化结果,计算了不同开度下调节阀流阻系数与流量系数,绘制了调节阀流量特性曲线,最后将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:随着调节阀开度的增大,流量增大,流阻减小,流量系数增大。数值模拟与实验分析结果吻合程度良好,进一步验证了数值模拟的可靠性,为后续对阀芯的优化设计提供依据。     

液控单向阀的气穴现象分析

采用计算流体动力学(CFD)的方法对液控单向阀进行两相流的数值模拟,得到其在反向开启时的压力分布图、速度矢量图和气体体积分数分布图,分析了气穴现象的产生和影响,并对液控单向阀阀口结构进行优化设计。发现增大阀芯锥角不易产生气穴现象,为液控单向阀的设计提供了理论依据。     

一种基于GMA的液压高速开关阀阀芯结构的设计

如何解决大流量和高响应之间的矛盾一直是液压高速开关阀设计中的难点,在传统液压阀的结构中要实现大流量势必要增加阀芯通径和行程,这样会使响应时间变慢.虽然采用超磁致伸缩致动器（GMA）代替传统比例电磁铁结构来实现电—机械转换可得到更高的响应速度和更大输出力,但同时由于超磁致伸缩材料的特性,其输出位移很小,从而限制了阀的流量.因此经过反复的建模分析,设计一种多通流面阀芯结构,以实现阀芯在高响应的同时产生较大的流量.在相同的阀芯尺寸和工况下,多通流面阀芯流量是传统锥阀的1.8倍.     

PSL多路阀中二通压力补偿阀动态特性研究

研究介绍了PSL负载敏感型比例多路阀的结构及工作原理,阐述了二通压力补偿阀在该负载敏感型比例多路换向阀中所起的作用及其结构,通过AMESim仿真软件对PSL负载敏感型比例多路换向阀中的二通压力补偿阀进行了建模和仿真分析,研究了PSL负载敏感型比例多路换向阀中二通压力补偿阀的动态特性,分析了弹簧刚度对系统响应的影响.结果表明:弹簧刚度为80N/mm时,LS油路升压速度低于弹簧刚度为30N/mm时的升压速度,即弹簧刚度越大,系统响应越低.     

高速开关电磁阀动态响应建模与仿真

在磁路分析法的基础上建立了高速开关电磁阀的瞬态响应仿真模型,研究分析了高速开关电磁阀的开启和关闭特性.经过仿真验证,阀芯线圈通电时,阀关闭时间为3.5 ms,阀芯线圈失电时,阀开启时间为3 ms左右.满足该类高速开关电磁阀的工作性能要求,为高速开关电磁阀在流体数字控制系统中的应用提供了理论依据.     

挖掘机阀前补偿负载敏感系统特性分析

为研究阀前补偿负载敏感系统的动态特性,通过建立负载敏感泵以及阀前补偿多路阀的AMESIM数值仿真模型,对不同工况下系统的特性进行研究,分析产生饱和工况的原因,为阀前补偿负载敏感系统的抗饱和研究提供参考。     

基于Particle模型固液两相流球阀流场的数值模拟

基于Particle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对不同开度球阀内固液两相流流场进行数值模拟,液相采用标准的k-ε湍流模型,固体相颗粒设置为离散流体,采用离散相零方程模型。分析并得出了球阀中截面上固体颗粒浓度分布、固体颗粒表面速度、固体颗粒的速度流线图以及阀门内的压力分布,结果表明:进口段与阀芯的交界面处固体颗粒浓度较大,随着阀门开度的减小,交界面处的颗粒浓度变大;连通区域内,从阀芯进口部位到出口部位,表面速度基本上依次减小;阀门进口段流动较为平顺,基本无漩涡存在,在阀芯内形成漩涡,阀门出口段漩涡最为严重;在阀门的进口段内压力最大,阀芯内次之,出口段压力最低,并且局部出现负压。     

基于背压下的复合式调节阀空化现象数值模拟研究

针对工程实际中复合式调节阀内由压降造成的空化问题,利用CFD计算流体力学的方法和动网格技术,研究了不同出口背压与不同开度对空化强度的影响,并计算得到不同条件下的阀内气液两相分布、气含率和空化数曲线、初生空化数。分析结果表明:复合式调节阀窗口处的空化随开度减小而增大;当出口背压由0.4MPa增加到1.2MPa时,最大气含率由0.71降低到0.146;增加出口背压可有效的抑制和减弱空化,同时获得最佳背压为1.24 MPa。     

进气道喷射天然气发动机不同燃烧方式下的排放特性

以一台加装一套天然气供给系统的DFMA15发动机为研究对象,对比燃用单一汽油和天然气发动机动力性能,研究部分负荷下过量空气系数和点火提前角对NOx和THC的影响。结果表明:在同一节气门开度下,用天然气作燃料时,发动机动力性能比汽油作为燃料时有明显下降,并随着节气门开度的增加,其动力下降指数越来越小,从28%下降至12.5%;在其他影响参数不变的情况下,混合气过浓或者过稀都会对NOx和THC的排放产生明显影响。随着过量空气系数的增大,NOx呈现先增大后减小的趋势,在λ=1.1处达到最大,THC呈现先减小后增大的趋势,在1.2处达到最小;随着点火提前角的增大,NOx呈现增大趋势,而THC呈现减小趋势并且超过25°CA后基本不受影响。     

锥形阀内部结构优化及消能率的研究数值分析

在水利水电系统中,锥形阀应用于较高水头、大流量工况下的消能控流工作,其主要作用是能量的消除,所以设计优化锥形阀结构使其具有较高消能率是主要任务。针对这一问题,现给阀门导流罩中加入消能孔板,通过CFD的方法对2种不同结构的锥形阀内部流场进行数值分析。研究结果表明,在满足工程实际需求的条件下,加消能孔板的锥形阀消能效果得到很大提高,在各开度下消能率均能达到96%以上。     

基于污水V型调节球阀流阻特性分析

应用CFD数值分析方法对调节阀内部流体流动特性进行分析,以标准k-ε模型为依据,对V型调节球阀在不同开度和压差下的流场进行模拟分析.对比分析了牛顿流体和非牛顿流体在调节阀不同压差和不同开度下的流阻系数和调节阀流阻特性.并绘制不同开度、压差下流阻系数的线形图.结果表明:随着压差变化流阻系数变化不明显,随着开度的增大流阻系数逐渐减小.     

蜡式温控阀控温机理及内部流动分析

为了研究新型蜡式温控阀控温机理及内部流动特性,对其感温包感温原理进行了理论分析及实验研究,并对其内流场采用N-S方程和标准κ-ε湍流模型进行数值计算.结果表明:在相变过程中,流体温度与导杆行程的关系曲线呈"S"型,此阀感温蜡的理想工作区间为35~55℃.随着入口速度的增大,入口处的压力也呈逐渐增大的趋势;小速度与大速度总温度总体分布趋势基本相同,不同的入口速度情况下,阀出口温度基本不变化或者变化趋势不明显,即温控阀入口速度并不是影响其控温的关键因素.     

锻造操作机复合动作流量分配特性的仿真分析

针对某锻造操作机液压系统因负载压力不同导致多执行机构不能复合动作的问题,提出一种基于压力补偿原理的多执行器分流方法。利用AMESim建立压力补偿阀模型,并对改进后的液压系统流量分配特性进行仿真分析。结果表明:通过在高频响换向阀前添加二通压力补偿阀,并配合梭阀组形成压力补偿回路,可以使液压系统在负载压力不同的情况下能够实现流量分配,完成锻造操作机多执行机构的复合动作。     

介质流向对截止阀流场和流阻特性的影响

为探索介质流向对截止阀内部流场和流阻特性的影响,应用SOLIDWORKS软件建立截止阀的三维模型。使用Fluent软件中的有限元法和标准k-ε湍流模型,在不同开度的情况下,采用数值模拟分析的方法,研究不同介质流向下截止阀的流场和流阻特性,分析阀体内部的速度和压力分布规律。结果表明:在两种不同的流向下,阀门的流通能力相差较小;在小开度时,介质高进低出时能够减小阀门的压力损失,在流通高压介质的情况下,高进低出的流向能够极大的减小阀门的关闭力。流场的分析为截止阀的结构设计和优化提供参考。     

水泵水轮机同步启动过程内部流场分析

为了研究水泵水轮机水轮机工况同步启动过程中的瞬态流动特性和能量转换机理,基于FLUENT动网格模型对模型水泵水轮机同步启动过程进行了三维全流道数值模拟。根据模拟结果,重点分析了活动导叶、转轮内部流场结构的演变过程。结果表明:水轮机启动过程大体可分为两个阶段,第一阶段导叶开度较小时,从活动导叶出来的高压水流在活动导叶与转轮之间的区域沿活动导叶形成的内环面作圆周运动,转轮以较小的角加速度缓慢加速;第二阶段当导叶开度足够大时,高压水流开始直接作用在叶片上,并且高压区面积不断增大转轮转速急剧增大。     

柔性铰链微位移放大机构的研究

针对积层式压电驱动器的输出位移行程过小的缺点,提出了一种柔性铰链微位移放大机构.从理论出发对单轴柔性铰链进行分析,建立转角刚度的数学模型,得到相应的结构参数对其性能的影响规律和理论上的解析表达式,利用有限单元法对理论模型进行对比验证,得出单轴柔性铰链设计的一般规律.为压电伺服阀阀芯运动机构的设计奠定了基础.