通过建立双钝体涡街流量计的物理模型和数学模型,应用基于有限体积法的Fluent软件对双钝体的流动现象进行了仿真研究.研究结果表明,通过双钝体诱发卡门涡街可以增强涡街强度,提高涡街流量计的信噪比,从而达到降低涡街流量计下限的目的.

将RNG k-ε湍流模式与多相流技术相结合,对球阀阀口的三维气穴流场进行了数值模拟,计算了小球在对称位置与非对称位置的气穴流场.运用高速摄像机观察了阀口附近的气穴现象,与模拟结果比较,相当吻合.对球阀有无气穴现象分别进行了噪声测试和频谱分析.实验结果表明阀口气穴现象以2500 Hz的频率周期性地发生,小球及小球弹性系统在轴向的固有频率远小于2500 Hz,而且频率2500 Hz对应的噪声级很高.比较了数值模拟得到的对称与非对称气穴区域与实验观察到的气穴云变化.进一步预测阀的横向振动使得气穴现象周期性发生.

非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀芯凸肩圆周上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同流量控制特性.随着阀口开度变化,阀口节流面的位置、形状和射流角都会随之变化,因而传统理论计算方法无法准确计算压力流量、液动力特性等.采用计算流体动力学(CFD)方法,针对两种典型节流槽形式的滑阀进行了三维流场仿真分析研究,获得了不同流动方向下阀口全行程压力流量和液动力特性,并与试验测量结果进行了比较,两者吻合良好;分析比较了流场计算和理论公式计算结果.研究发现在特定的阀口开度范围内,液动力会使阀口趋于开大.此项研究对于非全周开口滑阀压力流量、液动力等性能预测以及减小阀驱动力具有重要意义.

研制出阀套移动式液压阀压力分布及噪声测量试验装置,通过阀套的平移和转动依次测量一定阀口开度下节流槽及阀腔壁面的压力分布.阀套采用测压小孔大间距布置、液压力压紧、小间隙精密配合等保证可靠密封,由量块对阀心及阀套进行定位保证重复精度,同时结构上保证阀套的移动不影响阀内部流场.首次对节流槽中的压力分布进行了测量,并与流场仿真进行比较,两者吻合良好,分析了压力分布变化规律.装置的研制为揭示节流槽结构与噪声的关系提供了基础,对于建立具有节流槽的液压元件噪声评价准则具有重要的意义.

本项目主要研究了液压控制元件节流槽噪声特性、噪声评价方法，为液压元件噪声控制及优化设计提供了新思路和方法，主要成果如下。

针对液压泥炮系统泄漏量小、故障频发的特点，将主成分分析（PCA）方法引入到液压泥炮系统的泄漏检测中．与传统的故障检测方法相比，PCA方法采用Hotelling T^2和Q统计作为故障检测的依据，具有不依赖过程数学模型的特点．基于多维数据驱动的PCA方法，建立了液压泄漏监测装置，利用核密度法生成T^2和Q两个统计量的联合置信空间，提高了系统泄漏故障诊断的正确率．将该装置应用到宝钢三号高炉泥炮系统中，结果表明，泄漏监测系统能够及时、准确地发现系统泄漏故障．