气动系统计算机模拟为气动系统的设计、优化和控制,特别是动态工作性能的提高,提供了一个有力的技术手段,业已成为现代气动系统设计体系中的一个非常重要的环节.在气动系统回路计算机模拟中,以往研究的大多是单回路系统,很少涉及多回路系统.在实际工程中多回路系统得到广泛应用,元件连接的气流接口流动参数难于计算、多分支管路的压力损失系数不易确定.所以需要给出一个适用于多回路气动系统计算机模拟的算法,快速、准确地建立复杂气动系统的数学模型,用于研究其动态特性.这是该文研究的目的所在.管道、T型管接头和多管接头的建模以及边界条件的处理都是一维的方法,对突扩管接头的流场计算显示计算结果与试验数据基本符合,与其他文献的数据变化趋势一致.经过流场分析,最后得出结论:在气流马赫数位于亚音速工况时,随着管径比的减小,压力损失系数增大,并且成线性关系.对T型管接头的四个流型进行流场计算,计算结果与试验数据基本吻合,表明计算结果是正确的.给出了各流型的压力损失系数与相应马赫数的关系.对气缸进排气道的流量和气缸腔长度对流量系数的影响进行了研究.采用模块化建模的思想,完全按照建模系统中各元件之间气流流动的自然界面对系统进行模块划分,建立气动系统的建模体系.该建模体系的特点是不用定义端口的进口和出口特性,也就是说端口的特性不随气流方向的变化而变化,从而简化了建模过程.根据特征线理论,引入广义黎曼不变量和气流的熵值作为边界参量.将广义热力学定律应用于变容积的开口体系,建立气缸腔室的集中参数数学模型.管路按照分布参数法建模,求解算法采用带流修正迁移的二步Lax-Wendroff(LW2)法,既提高了计算精度,又保证了计算的稳定性.建立各模块边界条件合适的力学模型以及相应的数学处理方法是气动系统建模的关键问题,为此探讨了气动系统中模块边界条件的处理方法.在气缸排气时采用压力回复模型、气缸进气时采用等压模型来处理气缸边界条件,比较符合实际物理过程.对管中的节流口元件、减压阀、消音器等两通口元件,均给出其边界条件的计算方法.对于多回路,首先给出了多接头分支管路的边界处理算法,特别是对于气动系统中常用的T型管接头,归纳为四种流型,并建立了比较精确的压力损失模型.最后,分别对典型的单回路和多回路系统进行计算,并且与试验结果相比较,证明了计算的正确性.