基于CFD技术的新型液气缓冲器流场计算分析与试验研究.pdf

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1、液压气动与囊．~1"／2014-~r--lg12期doi：10．3969／]．issn．1008-0813．2014．12．012基于CFD技术的新型液气缓冲器流场计算分析与试验研究张宏，郑彪，张楠，卫鹏斌(1．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024；2．营口职业技术学院，辽宁营口115000)摘要：该文基于CFD技术，利用动网格模型，同时采用标准一s模型和SIMPLEC算法，运用CFD软件FLUENT对新型节流芯轴式液气缓冲器进行几何建模、数值模拟和可视化研究，分析模型关键部位的流场特性，得到内部流场压力和速度分布特性以及缓冲特性曲线，分别对不

2、同缓冲间隙，节流芯轴形状和冲击速度进行仿真实验，获得各参数对液气缓冲器缓冲特性的影响，为新型液气缓冲器关键部位参数的确定和内部结构的优化提供了参考依据。同时将仿真结果与试验进行对比分析，结果表明采用CFD方法对缓冲器流场进行仿真分析是可行的。关键词：计算流体动力学；液气缓冲器；动网格；数值模拟；FLUENT中图分类号：U270．34文献标识码：A文章编号：1008—0813(2014)12—0032—07TheComputationalandTestoftheFlowFieldforNewTypeHydraulic．gapBuferBasedonCFDZ

3、HANGHong，ZHENGBiao，ZHANGNan，WEIPeng-bin(1．SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology,Dalian116024，China)(2．YingkouVocationalandTechnicalCollege，Yingkou115000，China)Abstract：Inthispaper,theflowfieldofthenewtypehydraulic·-gapbuferwasstudiedwithCFDsoftwareFLUENT．Dyna

4、micmeshtech·-nologytogetherwithstandardk—sturbulencemodelandtheSIMPLECalgorithmwasutilizedintheresearch．Basedonconstructeddynamicmeshmodelofthenewtypebufer,theflowcharacteristicofthekeypartsofthenewtypebuferwasanalyzedbyvelocityflowdistributionaswellasthecushioncurve．Furthermore，

5、theefectofcushioninggap，throttlingshapeandimpactvelocityoncushioningcharacteristicsofthenewtypehydraulic-gapbuferwasstudiedrespectively,whichwillprovidethereferencefortheparameterdeterminingandstructureop—timizingoftheinnerchannelinthenewtypehydraulic-gapbufer．Thevalidationofsimu

6、lationresultswasverifiedwithexperiment，whichshowsthattheCFDmethodissuitableforanalyzingthenewtypehydraulic—gapbufer．Keywords：CFD；hydraulic-gapbufer；dynamicmesh；numericalsimulation；FLUENT0引言部流场特性，无法获得关键位置的速度场和压力场分布，而流体速度场和压力场的分布情况对缓冲器缓冲缓冲器作为一种重要的机械设备安全装置，目前特性起着决定性的作用。随着计算机技术和计算流体广

7、泛应用于铁道机车、电力、起重机械等工程领域的抗力学的快速发展，计算流体动力学(ComputationalFlu—振缓冲n1。缓冲器的种类较多，主要有弹簧缓冲器、橡胶idDynamic，即CFD)技术为流体机械内部流场的仿真缓冲器、液压缓冲器等。近年来出现的新型液气缓冲计算提供了强有力的手段和切实可行的方法。为了进器，由于利用了氮气无疲劳、体积模量小的特点而达到一步研究液气缓冲器的缓冲特性，本文基于CFD技术，吸能性能优越、回弹时间短、缓冲力上升快等优点，成为对新型节流芯轴式液气缓冲器进行二维建模以及仿真目前较为理想的缓冲设备。但是就国内而言，液气缓冲分析

8、。器的设计理论还不完善，专门的制造厂商在缓冲器的设CFD是通过计算机数值计算和图