異形閥口滑閥的流場數(shù)值模擬與其特性研究
發(fā)布時間:2020-12-09 10:36
液壓滑閥是液壓傳動與控制技術(shù)中使用最廣泛的基礎(chǔ)控制元件。由于液壓技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,傳統(tǒng)單一形式的滑閥很難在各種液壓系統(tǒng)中都能表現(xiàn)出讓人滿意的控制效果。近些年來,很多異形閥口因具有水力半徑大,抗阻塞性能好,面積梯度易控制,流量微調(diào)性好等特點(diǎn)而被越來越多的用作滑閥閥口(節(jié)流口)。然而,與傳統(tǒng)圓柱形滑閥相比,多數(shù)異形閥口滑閥還存在著已有研究資料、成果少,以及特性研究不深入、不完善等問題。這給異形閥口滑閥的設(shè)計(jì)和性能的提高帶來一定困難。本文以工程機(jī)械中常用的一種斜坡形全周開口和非全周開口的異形閥口滑閥為研究對象,采用理論分析,流場仿真和部分試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對這種異形閥口滑閥閥內(nèi)流體的流場、穩(wěn)態(tài)液動力、流量系數(shù)等特性進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析研究。首先,對異形閥口滑閥的過流面積進(jìn)行MATLAB數(shù)值解析,對不同流量、閥口開度下閥內(nèi)的速度場和壓力分布等做了數(shù)值模擬,并對數(shù)值計(jì)算或仿真結(jié)果做了分析。其次,分別基于動量定理和CFD數(shù)值積分兩種方法對不同流量和閥口開度下穩(wěn)態(tài)液動力進(jìn)行計(jì)算分析。然后,運(yùn)用CFD技術(shù)對異形閥口滑閥的流量系數(shù)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,對流量系數(shù)與閥口開度、流量的關(guān)系進(jìn)行分析,并對部分壓差...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 液壓閥特性研究概述和趨勢
1.2.1 液壓閥上的作用力
1.2.2 閥口形狀及流量系數(shù)
1.2.3 流場氣穴特性研究
1.3 CFD 技術(shù)在液壓元件研究與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1.3.1 概述
1.3.2 CFD 技術(shù)液壓元件設(shè)計(jì)與研究中的應(yīng)用
1.4 本課題研究內(nèi)容和主要工作
第2章 計(jì)算流體動力學(xué)基本原理
2.1 計(jì)算流體動力學(xué)基本理論
2.1.1 流體動力學(xué)的基本控制方程
2.1.2 湍流理論
2.1.3 數(shù)值模擬的方法
2.2 CFD 求解過程及商用軟件FLUENT 簡介
2.3 本章小結(jié)
第3章 異形閥口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.1 異形閥口滑閥的過流面積解析
3.1.1 全周開口閥口過流面積
3.1.2 非全周開口閥口過流面積
3.2 全周開口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.2.1 幾何模型
3.2.2 計(jì)算區(qū)域的建模與網(wǎng)格劃分
3.2.3 邊界條件與計(jì)算條件設(shè)定
3.2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
3.3 非全周開口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.3.1 幾何模型
3.3.2 計(jì)算區(qū)域建模與網(wǎng)格劃分
3.3.3 邊界條件及計(jì)算條件的設(shè)定
3.3.4 流場數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 異形閥口滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力研究
4.1 基于動量定理和CFD 壁面積分的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.1.1 基于動量定理的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.1.2 基于CFD 的壁面積分的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.2 全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力分析
4.2.1 全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算
4.2.2 全周開口滑閥的軸向力
4.3 非全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力分析
4.3.1 非全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算
4.3.2 非全周開口滑閥的軸向力
4.4 本章小結(jié)
第5章 異形閥口滑閥的流量系數(shù)特性研究與試驗(yàn)
5.1 異形閥口滑閥的流量系數(shù)CFD 解析
5.1.1 液壓閥的流量系數(shù)
5.1.2 全周開口滑閥流量系數(shù)計(jì)算與分析
5.1.3 非全周開口滑閥流量系數(shù)計(jì)算與分析
5.2 流量系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定
5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案及原理
5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及介紹
5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[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]閥芯運(yùn)動狀態(tài)滑閥內(nèi)部流場的可視化分析[J]. 趙蕾,陳青,權(quán)龍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2008(11)
[3]CFD方法在直接驅(qū)動伺服閥CAD/CAE一體化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 吳帥,俞軍濤,康榮杰,焦宗夏. 流體傳動與控制. 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]液壓比例閥閥芯V形槽口的CFD解析[J]. 羅亞敏,劉曉紅,于蘭英,石復(fù)元. 流體傳動與控制. 2007(05)
[6]高速開關(guān)閥液動力補(bǔ)償[J]. 周盛,徐兵,楊華勇. 機(jī)械工程學(xué)報. 2006(S1)
[7]滑閥穩(wěn)態(tài)液動力的計(jì)算和分析[J]. 趙雙龍,許長華,魏超. 火箭推進(jìn). 2006(03)
[8]液壓錐閥內(nèi)部流場的三維仿真計(jì)算及可視化分析[J]. 雷紅霞,權(quán)龍. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2006(04)
[9]基于電磁換向閥換向時的液動力研究[J]. 皮益霞,劉明偉,王先安. 湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(01)
[10]對流體傳動與控制技術(shù)的系統(tǒng)哲學(xué)思考[J]. 路甬祥. 液壓氣動與密封. 2005(05)
博士論文
[1]軸向柱塞泵流量脈動及配流盤優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 馬吉恩.浙江大學(xué) 2009
[2]液壓閥口空化機(jī)理及對系統(tǒng)的影響[D]. 杜學(xué)文.浙江大學(xué) 2008
[3]液壓閥芯節(jié)流槽氣穴噪聲特性的研究[D]. 冀宏.浙江大學(xué) 2004
[4]水壓軸向柱塞泵的特性研究與分析[D]. 鄧斌.西南交通大學(xué) 2004
[5]液壓技術(shù)中復(fù)雜流道流場的數(shù)值模擬與可視化研究[D]. 高殿榮.燕山大學(xué) 2001
碩士論文
[1]節(jié)流槽滑閥閥口流量系數(shù)及穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算的研究[D]. 王東升.蘭州理工大學(xué) 2008
本文編號:2906740
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 液壓閥特性研究概述和趨勢
1.2.1 液壓閥上的作用力
1.2.2 閥口形狀及流量系數(shù)
1.2.3 流場氣穴特性研究
1.3 CFD 技術(shù)在液壓元件研究與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1.3.1 概述
1.3.2 CFD 技術(shù)液壓元件設(shè)計(jì)與研究中的應(yīng)用
1.4 本課題研究內(nèi)容和主要工作
第2章 計(jì)算流體動力學(xué)基本原理
2.1 計(jì)算流體動力學(xué)基本理論
2.1.1 流體動力學(xué)的基本控制方程
2.1.2 湍流理論
2.1.3 數(shù)值模擬的方法
2.2 CFD 求解過程及商用軟件FLUENT 簡介
2.3 本章小結(jié)
第3章 異形閥口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.1 異形閥口滑閥的過流面積解析
3.1.1 全周開口閥口過流面積
3.1.2 非全周開口閥口過流面積
3.2 全周開口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.2.1 幾何模型
3.2.2 計(jì)算區(qū)域的建模與網(wǎng)格劃分
3.2.3 邊界條件與計(jì)算條件設(shè)定
3.2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
3.3 非全周開口滑閥的流場數(shù)值模擬與分析
3.3.1 幾何模型
3.3.2 計(jì)算區(qū)域建模與網(wǎng)格劃分
3.3.3 邊界條件及計(jì)算條件的設(shè)定
3.3.4 流場數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 異形閥口滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力研究
4.1 基于動量定理和CFD 壁面積分的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.1.1 基于動量定理的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.1.2 基于CFD 的壁面積分的穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算原理
4.2 全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力分析
4.2.1 全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算
4.2.2 全周開口滑閥的軸向力
4.3 非全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力分析
4.3.1 非全周開口滑閥穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算
4.3.2 非全周開口滑閥的軸向力
4.4 本章小結(jié)
第5章 異形閥口滑閥的流量系數(shù)特性研究與試驗(yàn)
5.1 異形閥口滑閥的流量系數(shù)CFD 解析
5.1.1 液壓閥的流量系數(shù)
5.1.2 全周開口滑閥流量系數(shù)計(jì)算與分析
5.1.3 非全周開口滑閥流量系數(shù)計(jì)算與分析
5.2 流量系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定
5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案及原理
5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及介紹
5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[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]閥芯運(yùn)動狀態(tài)滑閥內(nèi)部流場的可視化分析[J]. 趙蕾,陳青,權(quán)龍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2008(11)
[3]CFD方法在直接驅(qū)動伺服閥CAD/CAE一體化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 吳帥,俞軍濤,康榮杰,焦宗夏. 流體傳動與控制. 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]液壓比例閥閥芯V形槽口的CFD解析[J]. 羅亞敏,劉曉紅,于蘭英,石復(fù)元. 流體傳動與控制. 2007(05)
[6]高速開關(guān)閥液動力補(bǔ)償[J]. 周盛,徐兵,楊華勇. 機(jī)械工程學(xué)報. 2006(S1)
[7]滑閥穩(wěn)態(tài)液動力的計(jì)算和分析[J]. 趙雙龍,許長華,魏超. 火箭推進(jìn). 2006(03)
[8]液壓錐閥內(nèi)部流場的三維仿真計(jì)算及可視化分析[J]. 雷紅霞,權(quán)龍. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2006(04)
[9]基于電磁換向閥換向時的液動力研究[J]. 皮益霞,劉明偉,王先安. 湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(01)
[10]對流體傳動與控制技術(shù)的系統(tǒng)哲學(xué)思考[J]. 路甬祥. 液壓氣動與密封. 2005(05)
博士論文
[1]軸向柱塞泵流量脈動及配流盤優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 馬吉恩.浙江大學(xué) 2009
[2]液壓閥口空化機(jī)理及對系統(tǒng)的影響[D]. 杜學(xué)文.浙江大學(xué) 2008
[3]液壓閥芯節(jié)流槽氣穴噪聲特性的研究[D]. 冀宏.浙江大學(xué) 2004
[4]水壓軸向柱塞泵的特性研究與分析[D]. 鄧斌.西南交通大學(xué) 2004
[5]液壓技術(shù)中復(fù)雜流道流場的數(shù)值模擬與可視化研究[D]. 高殿榮.燕山大學(xué) 2001
碩士論文
[1]節(jié)流槽滑閥閥口流量系數(shù)及穩(wěn)態(tài)液動力計(jì)算的研究[D]. 王東升.蘭州理工大學(xué) 2008
本文編號:2906740
本文鏈接:http://sikaile.net/jixiegongchenglunwen/2906740.html
最近更新
教材專著