SP08-20是一种用于方向控制的先导式螺纹插装比例方向阀,断电时,用作单向阀,通电时,用作节流阀,通过控制先导阀芯及主阀芯位置变化实现对阀的流量控制。此阀流道形状较为复杂,控制腔压力分布规律难以确定,且传统的液动力与流量经验公式本身准确性较差,导致在通过由经验公式构成的数学模型求解阀的静态特性时,模型计算结果与试验结果有较大的差异。故采用Fluent软件对SP08-20进行流场仿真得到其阀芯受力规律,利用曲线拟合的方式得到阀芯受力拟合式,据此求解静态数学模型,得到此阀的静态特性。试验结果表明,利用流场仿真的方式求解所得静态特性曲线与试验曲线具有较高的吻合度。

涂胶密封工序一直以来都是飞行器装配过程中的重要环节,但目前该工作通常由人工进行,为解决人工涂胶的诸多弊端,对自动化涂胶所使用螺杆泵的涂胶性能进行研究。针对涂胶过程的高精度控制要求,基于运动学特性建立边界条件,使用Fluent软件的重叠网格技术对螺杆泵进行流场仿真以研究转速对泵内流速和出口流量的影响,得到了螺杆转速与管内流速、流量波动的关系,以及最佳转子转速区间为20~80 r/min。通过对比得出,重叠网格相对于传统动网格在仿真的精度和速度都有了很大的提升,并搭建实验平台证实仿真的可靠性,为自动化涂胶密封使用螺杆泵的运行参数提供了理论依据。

现有高速列车空调通风系统管道微风速测试多采用人工手持测试仪的方法,难以保证测试仪精准的探头朝向及测点位置,影响测试精度。通过计算流体力学方法对高速列车空调通风系统管道进行仿真,根据模拟得到的列车室内送风支路管道出风口的风速分布规律,以及风道测试环境及操作简便性要求,设计了一套便携式的高速列车微风风量测试装置,并搭建了风量测试系统。利用所设计风量测试系统对某型正在设计的高速列车空调通风系统送风支路管道进行现场测试,实测风速数值与风道数值模拟结果趋势一致,表明该风量测试系统风量测试的准确性。计算流体力学模拟与微风量自动检测系统相结合的方法,为高速列车空调通风系统设计提供了有效的理论及数据支撑。

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。

为研究某新型阀控式制退机的缓冲性能,用等效运动方法,在Fluent中建立制退机内部流场模型,分析了流液孔的面积a_(x)对液压阻力系数K值的影响,在一定范围内,随a_(x)的减小,K值不断增大,取值范围在1.1~1.8。以模拟后坐试验平台为背景,构建了模拟后坐过程的动力学模型,采用Simulink进行动力学仿真,对比仿真与试验结果,验证了该阀控式制退机的缓冲性能和调节能力,为该制退机在火炮上应用奠定了基础。

真空吸盘内部真空度对其整个真空系统的可靠工作至关重要。为了研究真空吸盘泄漏情况对真空度的影响,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对存在泄漏时吸盘流场的仿真分析。仿真采用非结构网格对吸盘计算域进行网格划分,运用k-ε标准双方程作为湍流计算模型。通过对仿真结果的分析,找到了直接将吸盘泄漏面积与其内部真空度联系起来的方法,得到了两者之间的关系曲线。根据工作表面情况可以直接判断出内部真空度的预估值,从而确定真空吸盘是否能安全工作。

利用Fluent软件对电液比例调速阀节流阀芯内部流场进行仿真模拟，针对不同阀口开度下节流阀流场进行仿真分析，得出阀芯壁面的压力分布情况及稳态液动力特性，分析比较了稳态液动力的流场计算和理论公式计算结果，为阀的使用与性能优化提供依据。

对水压圆周缝隙的流动特性进行了比较全面的仿真研究,根据圆周缝隙在不同的几何条件以及边界条件下的流线、速度、压力以及气穴分布图,研究了其流线和气穴的变化特征,着重探讨了系统压力、圆周缝隙的叠合长度和阀芯倒角等参数对阀口流动特性变化规律的影响.仿真结果表明:随着阀芯和阀套的叠合长度增大,阀口的入射角会变小,气体体积最高比值有所下降;阀口倒角之后,流量会明显增大,出口压力会有轻微下降,出口处气体的含量会有所上升,在圆周缝隙出口处有发生气穴的趋势;进口压力越大,圆周缝隙出口处气穴也越严重.这些结论对水压元件的设计具有直接的指导作用.

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真，并通过速度场和压力场的对比，指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果。仿真结果表明，在桥路结构转折处采用圆弧过渡，能够大大减少压力损失、平缓流场，为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径，具有广阔的应用前景。

针对液压阀口处的气穴现象难以实现清晰可视化的问题提出一种液压阀口气穴流动的平面观测方法.对渐扩形节流槽阀口进行流场解析获得压力流线图、最低压力与阀口开度及楔形角的关系曲线据此预测阀内气穴的生成部位和程度并与气穴流动平面观测初步结果进行比较.研究结果表明平面观测模型与实际液压阀口的流场特征具有良好的相似性该方法可适用于各种液压阀口的流动观测和阀口特性试验研究.