液压锥阀空化特性的计算与分析

针对四种不同阀口形状的液压锥阀,采用CFD软件STAR-CCM+中的高雷诺数k-ε模型,结合空化模型,对阀腔内流场进行数值模拟,分析不同阀口形状的锥阀产生空化的位置和强度,并定性分析入口压力对空化强度的影响.同时,对四种形状锥阀进行入口阶跃压力作用下的CFD动态计算,以验证其动态特性,结果表明:空化强度弱的结构,其动态特性较差;空化现象较为强烈的锥阀,其动态特性较好.     

液压锥阀内部流场的三维仿真计算及可视化分析

计算机技术的不断发展和各种计算流体动力学(CFD)计算方法的广泛应用,为深入了解液压阀内部流体的流动状态提供了方便。运用CFD通用软件F luent,以实际液压锥阀为模型,对阀芯在不同开口度、不同半锥角以及不同流量下的流动特性进行了三维仿真计算,并对可视化图形进行了分析。对锥阀的流量系数及阀芯上的压强分布和液动力的计算表明仿真结果与理论计算结果基本一致,为锥阀的优化设计提供了理论依据。     

插装型液压锥阀内部流场的数值模拟及可视化分析

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀，依照实际所用阀的结构和参数，分别对简化为轴对称的二维流场模型和不经过任何简化和近似处理的三维面对称流场模型两种情况，应用CFD分析软件nuent，进行了仿真计算和可视化研究，给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图。对比分析表明，采用基于三维流场的可视化分析，可更清楚全面地反映锥阀内部的复杂流动情况，为从机理上分析锥阀内部流畅和能量损失及流道结构的优化设计提供了更充分的理论依据。     

基于CFD的液压锥阀动态和静态性能研究

对液压锥阀的内部流场采用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法进行数值模拟,通过移动网格技术,研究锥角大小和阀芯圆周直径以及同一调定压力下不同额定流量对锥阀芯静态和动态性能的影响,其次计算了阀口倒角对锥阀性能的影响.结果表明:阀芯圆周直径B值对锥阀动、静态特性有较大影响,当B=15mm时,锥阀的动、静态性能都较好,且对于同一种阀芯结构,随着额定流量的增加,锥阀的静态调压偏差增大,即开启比降低,而合适的阀口倒角长度可以有效提高锥阀的开启比5%左右.     

不同阀芯颈部直径对液压锥阀阀芯作用力的影响研究

采用软件I-deas建立液压锥阀三维模型并对网格进行划分,运用CFD方法对液压锥阀进行解析,得到阀芯颈部直径对液压锥阀阀芯作用力的影响规律。其结果表明:在阀口开度大小相同的情况下,液压锥阀的阀芯颈部直径变化对阀芯作用力及稳态液动力的影响很小。     

基于ANSYS APDL和FLUENT Journal的液压锥阀流场参数化仿真软件设计

从应用需求分析出发,提出了基于ANSYS APDL和FLUENT Journal的液压锥阀流场参数化仿真软件总体设计方案。软件通过APDL宏文件和Journal宏文件操控ANSYS和FLUENT,实现了参数化的前处理和流场分析,形成了一体化的快速仿真分析平台,大大降低了对操作者专业软件技能的要求,提高分析效率达10倍以上,可广泛应用于锥阀的工程设计和仿真测试。     

纯水介质下阀口结构对锥阀气穴的影响

针对纯水介质液压锥阀存在的气穴问题，基于CF-PZ200型号的液压支架操纵阀，改进阀口的结构，借助Soildworks建立了操纵阀三维模型，并用AutoCAD简化锥阀阀口为二维对称模型。基于FLUENT软件对锥阀内流场的气穴现象进行气——液两相流仿真，获得阀口三种结构在三种开口度下的流场压力分布、流速分布、气穴分布及其强度的变化规律。做出新型结构试样，进行实验和仿真的对比分析。研究结果表明：新型阀口结构比原型号的结构蒸汽相体积分数平均减小43.69%,阀口结构气穴指数增大了23.47%,因此新型结构的阀口结构会使得操纵阀发生气穴的可能性减小，抗气蚀性能更好。     

基于CFD的液压锥阀开启过程流固耦合分析

液压锥阀广泛应用于液压系统的流量、方向控制当中,其开启过程的性能尤为重要。基于动网格技术和流固耦合理论,建立了液压锥阀开启过程的三维流固耦合数值模型,基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。得到了液压锥阀阀芯的运动情况,对比了阀芯稳态位移仿真值和理论值,仿真值与理论值较吻合;在此基础上,得到了液压锥阀开启过程瞬时的流场、阀芯应力分布规律,并分析了阀芯所受应力集中区域应力数值随时间的变化情况,为液压锥阀的设计及优化提供了依据。     

基于动网格的液压锥阀动态特性研究

采用动网格技术建立了液压锥阀动态特性分析的三维数值模型,基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。分析了不同弹簧刚度下,液压锥阀开启过程流量和瞬态液动力的变化情况;对比了仿真得到的稳态流量、稳态液动力与理论计算结果,仿真值与理论值较吻合;得到了弹簧刚度对液压锥阀开启过程中阀芯位移、速度以及加速度的影响规律。仿真结论可以为液压锥阀的设计及优化提供依据。     

液压锥阀的有限元分析及优化设计

在三维CAD软件SolidWorks中创建液压锥阀的三维模型，用有限元分析软件COSMOS／FloWorks，对其进行静态分析，掌握锥阀阀腔内流体的流场流速分布及压力场分布的情况，并根据有限元的计算结果，以阀心的优化设计为例，介绍了用有限元对锥阀的优化设计过程。     

基于计算流体动力学解析的液压锥阀噪声评价

结合试验结果和计算流体动力学的解析结果，研究液压锥阀的噪声评价方法。对Oshima和Ichikawa试验所用的液压锥阀进行计算流体动力学解析，得到流入和流出两种工况下，对应不同的锥面夹角时阀座上的压力分布和速度分布。
对压力和速度进行积分加权分析，结合前人试验所得液压锥阀噪声特性，找到一种基于压力分布和漩涡脱离回流的液压锥阀噪声特性评价方法。应用该方法对实际液压锥阀进行噪声评价，评价结果与试验结果一致，证明了该方法的可行性。     

基于压力分布模式的液压阀空化噪声评价

比较Oshima和Ichikawa由液压锥阀实验所得空化噪声变化和阀座上的压力分布曲线,提出基于压力分布模式评价液压锥阀空化噪声的方法。对实验所用液压锥阀进行CFD解析,得到阀座上的压力分布曲线,与实验所得噪声曲线相比较,找到评价节流口噪声的3种压力分布模式。对带V形节流口的液压滑阀流入和流出两种流动状态进行CFD解析,验证了压力分布模式评价方法在滑阀空化噪声评价中的可行性。     

某双阀芯电液比例多路阀主阀进口节流流场及阀口压降特性研究

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明：该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。     

滑阀非典型阀口过流面积计算与仿真分析

针对三角形和斜三角形两种非全周开口滑阀,结合阀口结构特征和等效阀口面积理论,推导了阀口过流面积计算公式;利用计算流体动力学(CFD)仿真方法,分析了滑阀内部的流场压力和速度分布情况;根据斜三角形滑阀样本的流量特性,对理论与仿真结果进行了验证。理论、仿真和样本实验结果吻合良好,验证了采用的解析和仿真方法,在阀口流量特性计算方面的准确性和有效性,同时为其他非典型阀口多路阀的性能预测提供了依据。     

先导式安全阀流道结构对排放性能的影响

分析了先导式安全阀流道结构几何参数对其排放性能的影响,并采用CFD商业软件FLUENT对先导阀主阀流场进行数值模拟,得出了先导式安全阀排放性能与流道结构的关系及其不同流道结构下流场的分布和排量系数的仿真曲线,为先导式安全阀排放性能的研究提供一定的理论依据。     

叶片减振器比例控制阀动态特性仿真与实验

比例控制阀是叶片减振器的核心部件之一,是减振器阻尼力调节的执行部件。介绍了比例控制阀的工作原理,并基于比例控制阀的结构特点,建立了比例控制阀的CFD模型,分析其流场分布,对其动态特性进行分析,确定其流量与开口度及驱动电流的关系,并通过比例控制阀的试验验证了分析结果的正确性,为叶片减振器的阻尼特性分析及阻尼力控制策略奠定了基础。     

动态压差控制阀流场及流量控制特性研究

针对变流量加热及冷却系统水力和热力失调的问题,设计一种动态压差控制阀.基于计算流体力学(CFD)方法,建立不同阀芯开度下动态压差控制阀三维流道模型.对比研究了不同阀芯开度下阀内流场分布以及流量变化,得出了动态压差控制阀在不同阀芯开度下阀内压降曲线的变化规律、阀芯节流口处速度曲线及湍动能曲线的分布规律,拟合了阀门出口流量...     

基于CFD的压机充液阀流道设计

为提升压机充液阀工作时的通油能力及稳定性,设计全流道的新型导流结构,基于三维计算流体动力学（CFD）方法,分析油液流经充液阀的速度及压力分布规律.结果显示,相同进出口压差下该新结构充液阀比传统形式具有更高的液体更新效率,且作用在充液阀上的油液压力更小,因此更加适用于高压大流量的高端压机.     

Application of rapid prototyping and computational fluid dynamics in the development of water flow regulating valves

Water flow regulating valves are widely used in instant water heaters to vary the rate of water flow. The water flow regulation from the valve has to be linear so that the temperature at the outlet is uniform. The shapes of valve trim affect the flow rate and have to be confirmed before releasing the designs for manufacture. In this project, the flow rate regulating characteristics were improved for a flow regulating valve with the application of rapid prototyping (RP) and computational fluid dynamics (CFD). In the development of flow regulating valves, precise, functional prototypes were required. Design concepts of three valve trim designs were evaluated applying different RP techniques and CFD analysis. Prototypes from different RP systems were used as functional models. Over the product development cycle, RP and CFD analysis stages played an important role particularly in the design selection stage. Finally, comparisons of RP samples from various RP processes and the results of CFD analysis were made on the flow rate and flow regulation. Based on these comparisons, the best design was chosen for manufacture of the valves.