为了研制一款适用于纯水介质的双向液压锁,针对纯水介质带来的气蚀破坏,从流场控制的角度出发,设计出3种结构改进方案,并运用CFD技术对各阀道在不同阀口开度条件下的气穴现象进行仿真,从而得出各阀道在抑制气穴方面的性能水平。为保证研究的可靠性,搭建纯水介质双向液压锁实验台进行实验验证。研究结果表明:阀口结构的优化设计对于抑制气穴具有明显效果,其中改进方案1在4种阀道结构中具有最好的防气穴能力,防气穴水平相较于传统阀道结构提高了约50%,使气穴现象得到极大抑制,降低了双向液压锁的气蚀破坏。

内转式进气道流场参数分布不均,为改善进气道的流场结构、提高其气动性能,采用数值仿真方法开展了唇罩内型面对内转式进气道流动特性影响的研究。研究结果表明:唇罩内型面影响唇罩激波强度、形态与内流道波系结构,进而影响唇罩激波与侧壁边界层干扰诱发的三维流向涡的产生、发展以及空间分布;在研究范围内,随着唇罩压缩角减小,唇罩激波减弱,内转式进气道流场参数周向分布更加均匀,出口总压恢复系数先增大后减小,抗反压能力不断增强,最高增大了12.7%。

从流场控制的角度研究了溢流阀内流道结构对气穴及气穴噪声的影响.采用流场数值仿真和流动显示试验获得了溢流阀主阀流道内的压力和气穴分布图像仿真结果中的低压区与试验结果中气穴区基本吻合.此外对两种溢流阀主阀流道结构进行了噪声测试和对比分析.结果表明具有环形槽的主阀芯结构能有效抑制气穴和气穴噪声.这项研究对于以降低噪声为目标的溢流阀流道结构优化设计具有一定的指导意义.