安全阀是动车组供风系统的重要组成部件,防止压力超过允许的限定值,确保供风及用风设备的安全运行。安全阀的特性研究存在成本高、效率低等固有的不足,而采用数值模拟方法可以减少研究周期、试验验证次数,并深入地探究阀体内部流场作用机理。本文采用ANSYS-CFX软件,模拟安全阀在不同开启高度时的内部流场参数变化规律以及阀芯受力特性。主要研究内容包括:分析传统弹簧式结构安全阀的工作原理和受力特性。根据动车组的运用特点,对安全阀结构进行优化和设计改进,确保安全阀的结构设计更简单、体积更小巧、压力调整更方便、维护保养更便利,使其能够更好地满足于动车组运行安全。用结构网格划分简单部件的结构,非结构网格划分复杂部件的结构,然后使用GGI规则将各部分连接起来的方法对改进后的安全阀进行网格划分。采用AMESim软件建立安全阀的仿真数学模型,得到安全阀在不同开启高度时的入口压力。设定参数和边界条件,对模型进行数值计算。通过分析相关的流场参数发现:阀芯开启高度参数,对阀内气体压力、速度等参数影响很大,随着开启高度的增加,影响逐渐减小;流场内的最大总压和最大静压随阀芯开启高度的增大而减小,但其位置不变;流场内的最大速度马赫数大于1,随着开启高度的增大而增加,其位置会发生变化,但并不在喉颈处;流场参数存在突变,参数突变与几何结构的突变有关。复位压力调整孔的开度大小对下部流场规律影响很小,只会小幅度的改变流场的最大、最小压强和速度的大小;孔的开度对上部流场的影响非常显著,随着开度的增加,调整孔的速度大的区域会逐渐上移,最大速度的值则逐渐减小。随着调整孔开度的增大,阀芯受到的流体垂向作用力增大,说明改进后的阀单独调整复位压力的大小是可行的;稳定排放阶段,安全阀喉颈处气体为亚音速流动,并不是喷管理论预测的超音速流动。