基于Fluent的节流槽滑阀仿真

摘要

节流槽滑阀是液压阀的基本结构形式之一，广泛地应用于伺服阀、比例阀当中。不同的节流槽形式可以获得不同的流量、压力和液动力等特性，从而对液压阀的性能有很大的影响。本文利用Fluent软件对U形、K形以及U+K组合形式的节流槽滑阀进行了静态仿真，对K形槽滑阀进行了动态仿真，详细研究了他们的各种特性。
　　首先，基于U形、K形和U+K形槽的压力分布特点，根据等效阀口面积原理推导出这三种节流槽的阀口面积计算公式。并且利用数学计算工具MathCAD编写了通用计算程序，在给定节流槽结构和尺寸的前提下就可以计算出具体数值。这为滑阀液动力的研究打下了基础。
　　其次，结合三维CAD软件和Fluent前置处理软件Gambit建立了不同阀芯开度的仿真模型，并对模型进行了非结构化网格的划分。针对阀芯不同开口度情况下的模型在 Fluent中进行了稳态仿真，分析了压力分布、速度分布、流量特性以及液动力特性。以可视化的方式详细地对整个节流槽滑阀内部流动情况作了介绍。
　　阀芯更多的时候处于运动当中，我们更加关注阀芯动作过程中滑阀内部流场的情况。所以本文最后建立了动态模型，给定阀芯移动速度，利用Fluent中滑动网格模型进行了动态仿真。分析了阀芯移动时滑阀内部的压力、速度、流量等特性，并制作了动画文件，更深刻地反映了滑阀内部流场的情况。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 CFD的应用现状

1.3 CFD软件在液压阀流场分析中的应用

1.4 课题主要研究内容

第2章 基本理论及软件介绍

2.1 CFD技术概述

2.2 CFD中的控制方程和数值解法

2.3 FLUENT软件介绍

2.4 使用的其他软件介绍

2.5 本章小结

第3章 U形和K形节流槽滑阀稳态仿真

3.1 节流槽的基本形式

3.2 阀口面积的确定和计算

3.3 仿真的前处理

3.4 仿真结果

3.5 本章小结

第4章 U+K组合节流槽滑阀稳态仿真

4.1 阀口面积的确定和计算

4.2 U+K节流槽仿真模型的建立

4.3 U+K节流槽仿真结果

4.4 本章小结

第5章 节流槽滑阀的动态仿真

5.1 Fluent动态仿真介绍

5.2 动态仿真模型的建立

5.3 动态仿真的结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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