异形阀口滑阀的流场数值模拟与其特性研究
发布时间：2020-12-09 10:36
液压滑阀是液压传动与控制技术中使用最广泛的基础控制元件。由于液压技术应用领域广泛,传统单一形式的滑阀很难在各种液压系统中都能表现出让人满意的控制效果。近些年来,很多异形阀口因具有水力半径大,抗阻塞性能好,面积梯度易控制,流量微调性好等特点而被越来越多的用作滑阀阀口(节流口)。然而,与传统圆柱形滑阀相比,多数异形阀口滑阀还存在着已有研究资料、成果少,以及特性研究不深入、不完善等问题。这给异形阀口滑阀的设计和性能的提高带来一定困难。本文以工程机械中常用的一种斜坡形全周开口和非全周开口的异形阀口滑阀为研究对象,采用理论分析,流场仿真和部分试验验证相结合的方法,对这种异形阀口滑阀阀内流体的流场、稳态液动力、流量系数等特性进行了比较系统的分析研究。首先,对异形阀口滑阀的过流面积进行MATLAB数值解析,对不同流量、阀口开度下阀内的速度场和压力分布等做了数值模拟,并对数值计算或仿真结果做了分析。其次,分别基于动量定理和CFD数值积分两种方法对不同流量和阀口开度下稳态液动力进行计算分析。然后,运用CFD技术对异形阀口滑阀的流量系数进行了数值计算,对流量系数与阀口开度、流量的关系进行分析,并对部分压差...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 液压阀特性研究概述和趋势
1.2.1 液压阀上的作用力
1.2.2 阀口形状及流量系数
1.2.3 流场气穴特性研究
1.3 CFD 技术在液压元件研究与设计中的应用
1.3.1 概述
1.3.2 CFD 技术液压元件设计与研究中的应用
1.4 本课题研究内容和主要工作
第2章 计算流体动力学基本原理
2.1 计算流体动力学基本理论
2.1.1 流体动力学的基本控制方程
2.1.2 湍流理论
2.1.3 数值模拟的方法
2.2 CFD 求解过程及商用软件FLUENT 简介
2.3 本章小结
第3章 异形阀口滑阀的流场数值模拟与分析
3.1 异形阀口滑阀的过流面积解析
3.1.1 全周开口阀口过流面积
3.1.2 非全周开口阀口过流面积
3.2 全周开口滑阀的流场数值模拟与分析
3.2.1 几何模型
3.2.2 计算区域的建模与网格划分
3.2.3 边界条件与计算条件设定
3.2.4 数值计算结果与分析
3.3 非全周开口滑阀的流场数值模拟与分析
3.3.1 几何模型
3.3.2 计算区域建模与网格划分
3.3.3 边界条件及计算条件的设定
3.3.4 流场数值计算结果与分析
3.4 本章小结
第4章 异形阀口滑阀的稳态液动力研究
4.1 基于动量定理和CFD 壁面积分的稳态液动力计算原理
4.1.1 基于动量定理的稳态液动力计算原理
4.1.2 基于CFD 的壁面积分的稳态液动力计算原理
4.2 全周开口滑阀稳态液动力分析
4.2.1 全周开口滑阀稳态液动力计算
4.2.2 全周开口滑阀的轴向力
4.3 非全周开口滑阀稳态液动力分析
4.3.1 非全周开口滑阀稳态液动力计算
4.3.2 非全周开口滑阀的轴向力
4.4 本章小结
第5章 异形阀口滑阀的流量系数特性研究与试验
5.1 异形阀口滑阀的流量系数CFD 解析
5.1.1 液压阀的流量系数
5.1.2 全周开口滑阀流量系数计算与分析
5.1.3 非全周开口滑阀流量系数计算与分析
5.2 流量系数的实验测定
5.2.1 实验方案及原理
5.2.2 实验设备及介绍
5.2.3 实验结果及分析
5.3 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
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Finite Element Numerical Simulation and PIV Measurement of Flow Field inside Metering-in Spool Valve[J]. GAO Dianrong1, , QIAO Haijun2, and LU Xianghui3 1 Hebei Province Key Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China 2 School of Vehicle and Energy Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China 3 Hebei Vocational & Technical College of Building Materials, Qinhuangdao 066004, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(01)
[2]阀芯运动状态滑阀内部流场的可视化分析[J]. 赵蕾,陈青,权龙. 农业机械学报. 2008(11)
[3]CFD方法在直接驱动伺服阀CAD/CAE一体化设计中的应用[J]. 吴帅,俞军涛,康荣杰,焦宗夏. 流体传动与控制. 2008(05)
[4]SIMULATION AND EXPERIMENT OF BUBBLY FLOW INSIDE THROTTLING GROOVE[J]. FU Xin DU XUewen ZOU Jun YANG Huayong SlaIe Key Laboralory of FIuid Power Transmission and Control,Zhejiang UniverSity,Hangzhou 310027,China JI Hong School of Fluid Power and Control Engineerng.Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050.China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2007(05)
[5]液压比例阀阀芯V形槽口的CFD解析[J]. 罗亚敏,刘晓红,于兰英,石复元. 流体传动与控制. 2007(05)
[6]高速开关阀液动力补偿[J]. 周盛,徐兵,杨华勇. 机械工程学报. 2006(S1)
[7]滑阀稳态液动力的计算和分析[J]. 赵双龙,许长华,魏超. 火箭推进. 2006(03)
[8]液压锥阀内部流场的三维仿真计算及可视化分析[J]. 雷红霞,权龙. 机械科学与技术. 2006(04)
[9]基于电磁换向阀换向时的液动力研究[J]. 皮益霞,刘明伟,王先安. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2006(01)
[10]对流体传动与控制技术的系统哲学思考[J]. 路甬祥. 液压气动与密封. 2005(05)
博士论文
[1]轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究[D]. 马吉恩.浙江大学 2009
[2]液压阀口空化机理及对系统的影响[D]. 杜学文.浙江大学 2008
[3]液压阀芯节流槽气穴噪声特性的研究[D]. 冀宏.浙江大学 2004
[4]水压轴向柱塞泵的特性研究与分析[D]. 邓斌.西南交通大学 2004
[5]液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D]. 高殿荣.燕山大学 2001
硕士论文
[1]节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力计算的研究[D]. 王东升.兰州理工大学 2008
本文编号：2906740
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 液压阀特性研究概述和趋势
1.2.1 液压阀上的作用力
1.2.2 阀口形状及流量系数
1.2.3 流场气穴特性研究
1.3 CFD 技术在液压元件研究与设计中的应用
1.3.1 概述
1.3.2 CFD 技术液压元件设计与研究中的应用
1.4 本课题研究内容和主要工作
第2章 计算流体动力学基本原理
2.1 计算流体动力学基本理论
2.1.1 流体动力学的基本控制方程
2.1.2 湍流理论
2.1.3 数值模拟的方法
2.2 CFD 求解过程及商用软件FLUENT 简介
2.3 本章小结
第3章 异形阀口滑阀的流场数值模拟与分析
3.1 异形阀口滑阀的过流面积解析
3.1.1 全周开口阀口过流面积
3.1.2 非全周开口阀口过流面积
3.2 全周开口滑阀的流场数值模拟与分析
3.2.1 几何模型
3.2.2 计算区域的建模与网格划分
3.2.3 边界条件与计算条件设定
3.2.4 数值计算结果与分析
3.3 非全周开口滑阀的流场数值模拟与分析
3.3.1 几何模型
3.3.2 计算区域建模与网格划分
3.3.3 边界条件及计算条件的设定
3.3.4 流场数值计算结果与分析
3.4 本章小结
第4章 异形阀口滑阀的稳态液动力研究
4.1 基于动量定理和CFD 壁面积分的稳态液动力计算原理
4.1.1 基于动量定理的稳态液动力计算原理
4.1.2 基于CFD 的壁面积分的稳态液动力计算原理
4.2 全周开口滑阀稳态液动力分析
4.2.1 全周开口滑阀稳态液动力计算
4.2.2 全周开口滑阀的轴向力
4.3 非全周开口滑阀稳态液动力分析
4.3.1 非全周开口滑阀稳态液动力计算
4.3.2 非全周开口滑阀的轴向力
4.4 本章小结
第5章 异形阀口滑阀的流量系数特性研究与试验
5.1 异形阀口滑阀的流量系数CFD 解析
5.1.1 液压阀的流量系数
5.1.2 全周开口滑阀流量系数计算与分析
5.1.3 非全周开口滑阀流量系数计算与分析
5.2 流量系数的实验测定
5.2.1 实验方案及原理
5.2.2 实验设备及介绍
5.2.3 实验结果及分析
5.3 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
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]Finite Element Numerical Simulation and PIV Measurement of Flow Field inside Metering-in Spool Valve[J]. GAO Dianrong1, , QIAO Haijun2, and LU Xianghui3 1 Hebei Province Key Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China 2 School of Vehicle and Energy Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China 3 Hebei Vocational & Technical College of Building Materials, Qinhuangdao 066004, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(01)
[2]阀芯运动状态滑阀内部流场的可视化分析[J]. 赵蕾,陈青,权龙. 农业机械学报. 2008(11)
[3]CFD方法在直接驱动伺服阀CAD/CAE一体化设计中的应用[J]. 吴帅,俞军涛,康荣杰,焦宗夏. 流体传动与控制. 2008(05)
[4]SIMULATION AND EXPERIMENT OF BUBBLY FLOW INSIDE THROTTLING GROOVE[J]. FU Xin DU XUewen ZOU Jun YANG Huayong SlaIe Key Laboralory of FIuid Power Transmission and Control,Zhejiang UniverSity,Hangzhou 310027,China JI Hong School of Fluid Power and Control Engineerng.Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050.China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2007(05)
[5]液压比例阀阀芯V形槽口的CFD解析[J]. 罗亚敏,刘晓红,于兰英,石复元. 流体传动与控制. 2007(05)
[6]高速开关阀液动力补偿[J]. 周盛,徐兵,杨华勇. 机械工程学报. 2006(S1)
[7]滑阀稳态液动力的计算和分析[J]. 赵双龙,许长华,魏超. 火箭推进. 2006(03)
[8]液压锥阀内部流场的三维仿真计算及可视化分析[J]. 雷红霞,权龙. 机械科学与技术. 2006(04)
[9]基于电磁换向阀换向时的液动力研究[J]. 皮益霞,刘明伟,王先安. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2006(01)
[10]对流体传动与控制技术的系统哲学思考[J]. 路甬祥. 液压气动与密封. 2005(05)
博士论文
[1]轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究[D]. 马吉恩.浙江大学 2009
[2]液压阀口空化机理及对系统的影响[D]. 杜学文.浙江大学 2008
[3]液压阀芯节流槽气穴噪声特性的研究[D]. 冀宏.浙江大学 2004
[4]水压轴向柱塞泵的特性研究与分析[D]. 邓斌.西南交通大学 2004
[5]液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D]. 高殿荣.燕山大学 2001
硕士论文
[1]节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力计算的研究[D]. 王东升.兰州理工大学 2008
本文编号：2906740
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/2906740.html
