阀口高速流动中的气穴观测与流场分析

通过高速摄像和压力分布测量等方法从实验和仿真两方面对节流槽内高速流动中的气穴现象进行了研究，并建立了槽内流动模型。研究发现，节流槽内由于高速流动和流体脱离而产生的低压区是造成气泡流产生的根本原因，压力分布对气穴与噪声特性有直接的影响，节流槽结构通过压力分布决定了气泡的尺度大小和成长过程。该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法，以及对液压元件的噪声控制具有重要价值。     

液压阀内高速流场仿真与实验分析

利用湍流模型及计算流体动力学(CFD)技术对液压阀流场内部流动情况进行了数值模拟,针对阀口附近压力梯度大、速度突变的特点,通过对该区的流体速度、压力分布及气穴噪声情况进行分析,结果得到了实验验证。发现由于流线转折和流体脱离而产生的低压区以及旋涡流动是阀内气穴(噪声)产生的根本原因。该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法,以及对液压元件的设计和气蚀、噪声控制都具有重要的参考价值。     

2D伺服阀矩形和弓形先导级气穴特性及影响因素

二维(2D)伺服阀因其阀芯集旋转和平移运动于一体,且具有先导控制和功率放大的特性,被广泛应用于航空、军工等领域的液压系统中。由于伺服阀先导级的节流口面积非常小,流体流经此处后会因压力骤降而产生气穴现象,将直接影响伺服阀的工作特性。利用Fluent软件,在不同的阀口开度、敏感腔体积、入口压力下,对矩形和弓形2D伺服阀的先导级阀口和流道进行了两相流仿真。结果表明:矩形和弓形先导级阀口均存在一个最佳开度,对气穴现象的抑制能力最强;矩形先导级结构内的气穴现象,受敏感腔体积变化的影响较明显;入口压力越大,敏感腔体积越大,气穴现象越显著,先导级内气体含量越多。     

基于Fluent的油液减振器气穴现象研究

为了抑制油液减振器气穴现象的产生,分析了减振器复原和压缩过程中气穴的生成过程。基于CFD数值方法,建立了较高精度的减振器三维流体模型和流体网格模型,在Fluent流体软件中进行了仿真分析,获得了油液减振器气穴产生的具体位置和分布情况,分析研究了不同温度对气穴产生的影响,并进行了试验验证。结果表明：气穴现象主要分布于减振器节流阀片周围,随着活塞速度的增大,气穴现象更加明显;其他因素不变,油液的温度越低,气穴现象更加严重。此方法为降低油液减振器异常振动噪声提供了一定的参考价值。     

气穴对涡轮增压器浮环轴承油膜力的影响

气穴是高速油膜润滑轴承中不可避免的现象,气穴现象影响浮环轴承油膜承载力及稳定性。通过Fluent 软件中的混合物（Mixture）多相流模型,分析气穴对浮环轴承内、外油膜压力分布以及含气率和供油压力对油膜承载力的影响。结果表明：气穴导致油膜压力峰值下降,对内油膜的影响大于外油膜;气穴会导致润滑油膜承载力下降,含气率越大,其承载力越低;在含气率不变时,供油压力对承载力有一定影响;油膜气穴主要集中分布在负压区,油膜压力值越小气穴现象越明显,气穴是导致油膜破裂的主要原因之一。     

考虑气穴影响的椭圆轴承油膜压力场研究

通过建立有无考虑气穴影响的椭圆轴承受力模型,应用Fluent模拟分布有无考虑气穴影响的油膜压力分布,分析表明考虑气穴影响时椭圆轴承压力分布结果更合理。分析考虑气穴影响时椭圆轴承在不同轴颈转速和供油压力下压力场分布规律,结果表明:转速越高,椭圆轴承上、下瓦油膜压力和x、y方向的承载力越高;改变供油压力对下瓦油膜压力基本没影响,但上瓦油膜压力和x方向承载力随供油压力增大而增大,y方向承载力随供油压力增大而减小。     

高速高压轴向柱塞泵缸体的气穴机理研究

以斜盘式柱塞泵为例,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析计算了其在同一转速下不同直径比的情况下气穴发生情况,给出在保证泵流量情况下柱塞及吸油孔极限直径比的计算公式。并比较了在同一工况同一直径比不同进油口结构的气穴情况。通过计算结果的分析知道柱塞直径与吸油孔直径的直径比对缸体的气穴影响较大,不同的吸油孔结构对气穴的影响较大。从气穴产生的原因分析柱塞泵的气穴,对于柱塞泵缸体及柱塞的设计提供了理论依据及设计指导。     

粗糙表面上微凸体间气穴对流量因子的影响

研究了粗糙表面上微凸体间气穴对用于混合润滑分析的流量因子的影响.在利用自编程序产生了具有不同纹理方向的随机粗糙表面的基础上,使用扩展的气穴方程分析了微凸体间气穴对压力流量因子、剪切流量因子的影响.计算结果表明:气穴的存在,在小膜厚比范围内会使压力流量因子有所增加,而使剪切流量因子减小;在大膜厚比范围内,气穴对流量因子的影响可以忽略不计;而且气穴对流量因子的影响与粗糙表面的纹理方向有关.因此,微凸体间气穴对流量因子的影响应加以考虑.     

内流道形状对溢流阀气穴噪声影响的研究

从流场控制的角度,研究了溢流阀内流道结构对气穴及气穴噪声的影响。采用流场数值仿真和流动显示试验,获得了溢流阀主阀流道内的压力和气穴分布图像,仿真结果中的低压区与试验结果中气穴区基本吻合。此外,对两种溢流阀主阀流道结构进行了噪声测试和对比分析。结果表明,具有环形槽的主阀芯结构能有效抑制气穴和气穴噪声。这项研究对于以降低噪声为目标的溢流阀流道结构优化设计具有一定的指导意义。     

偏转板射流伺服阀前置级流场分析

偏转板伺服阀已广泛应用于大型运输机、民用客机和军用飞机的各类舵机和操纵系统.本文建立偏转板伺服阀射流前置级流场模型,分析入口压力、出口压力以及接受器管路夹角对伺服阀流场特性的影响.发现压力的急剧下降和压差的急剧增大是偏转板伺服阀前置级产生气穴现象的主要原因;通过研究进口压力、结构圆角对气穴现象的影响,提出了采取适当降低进口压力和提高偏转板下端面圆角加工质量等措施来改善气穴现象的方法.