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液压锥阀作为液压传动与控制中一种重要的基础性元件,具有密封性好,过流能力强,响应快,抗污染能力强,构造简单等特点,被广泛应用于液压系统中。锥阀结构虽然简单,但阀内流场却十分复杂。油液经过阀口时容易出现漩涡和速度的重新分布,产生气穴现象,引起流体噪声,严重影响和制约了液压锥阀的应用效能。为此,对液压锥阀流场模拟及气穴的研究得到了人们的广泛关注,成为阀门研究的热点之一,具有重要的学术价值和现实意义。论文针对液压锥阀气穴问题,以外流式简化液压锥阀为研究对象,运用CFD流场数值模拟方法,研究边界条件和几何结构参数对锥阀气穴的影响,进而寻求合理的边界条件和结构参数,以减少和抑制气穴发生,提高液压锥阀的使用效能和工作寿命。论文主要包括四个部分。(1)在介绍阀门气穴相关理论的基础上重点分析了FLUENT流场数值模拟中所采用的湍流模型、多相流气穴模型和近壁处理模型。(2)分别采用HyperMesh和ANSYS完成了液压锥阀流场计算区域二维轴对称模型的前处理,详细阐述了操作步骤和过程,定量给出了HyperMesh划分网格的质量指标,介绍了FLUENT自适应网格的处理方法和实际应用效果。(3)针对液压锥阀阀口喷流的特点,采用RNG k-ε湍流模型与气穴模型,并与双层区近壁模型相结合,应用FLUENT对液压锥阀流场进行了数值计算和模拟,得到了流场的速度、流线、压力和气穴发生后的气体体积比分布。结果表明,在h=1mm,u1=12m/s,p0=0.1MPa条件下,气穴在高速、低压的阀口区域出现,气体主要来自于油液中空气的分离。通过大量的仿真测试,分析了进口速度和出口压力边界条件,阀口开度、阀芯半锥角、进口直径、出口直径、出口位置、阀口倒角等关键几何结构尺寸对锥阀气穴的影响特点和规律,为合理选择边界条件和优化锥阀结构参数提供了参考和依据。(4)从应用需求分析出发,提出了基于VB6.0的液压锥阀流场参数化仿真软件总体设计方案,通过各窗体的详细设计完成了软件的开发,给出了实现效果。软件通过APDL宏文件和Journal宏文件操控ANSYS和FLUENT,实现了参数化的液压锥阀流场分析前处理和流场计算,有效地融合与集成了流场计算分析过程中的各种数据和信息,形成了一体化的快速仿真分析平台,降低了对操作者专业软件技能的要求,大大提高了设计分析效率,可广泛应用于锥阀的工程设计和仿真测试。