基于CFD方法的液压锥阀优化设计研究

摘要

液压锥阀通过控制内部流场介质的流动来实现液压控制过程，锥阀内部流场介质的流动情况是研究的关键，其流动直接影响到锥阀的性能。计算流体力学的问世为液压系统的研究提供了新方法。国内外利用计算流体力学的方法对液压锥阀内部流场做了相关研究，但是锥阀内部结构复杂，锥阀结构参数对性能的影响不够明确。
　　本文通过对不同结构参数的锥阀进行数值仿真，得到结构参数对锥阀性能的影响情况，并结合仿真结果，对锥阀结构做适当的优化。首先，分析国内外在液压阀门流场数值仿真计算方面的研究成果，提出研究的方法，同时介绍计算流体力学理论以及软件。其次，基于CFD的方法利用Fluent软件对定长冲跑控制阀的稳压过程做仿真研究。目前，在定长冲跑控制阀的研究中多利用动力学仿真的方法，本文用流场数值仿真的方法研究阀门的稳压过程，确保阀门出口压力稳定。最后，建立不同结构参数下锥阀内部流场结构的三维模型，以计算流体力学为基础借助Fluent软件对不同结构参数下的液压锥阀内部流场做仿真计算。建立了不同结构参数对流量系数、阀芯液动力影响曲线。着重考虑阀座角度对流量特性以及液动力的影响。在流场数值仿真结果基础之上，对液压锥阀内部流场作适当的结构改进，使流量特性得到优化，提高了锥阀的流量特性。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 液压阀门

1.3 液压流体力学概述

1.4 基于CFD方法研究液压阀内流场流动特性现状分析

1.5本文的工作

第二章 计算流体力学相关理论及CFD软件介绍

2.1 引言

2.2计算流体力学的基本理论概述

2.3紊流模型

2.4 CFD流场仿真相关软件介绍

2.5本章总结

第三章 基于CFD方法的定长冲跑控制阀稳压过程仿真研究

3.1引言

3.2定长冲跑控制阀简介

3.3锥形阀的调压过程

3.4模型建立与仿真

3.5计算结果

3.6结论

第四章 锥阀流场仿真研究

4.1 引言

4.2 锥阀的建模

4.3 流场数值仿真计算

4.4 不同结构参数对锥阀流量特性的影响

4.5锥阀结构改进建议

4.6 本章总结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

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