锥阀作为调压阀在工作过程中受到外部激励作用不可避免的会发生轴向振荡,诱导流场中出现空化现象,空化初生、发展及溃灭与阀芯振荡耦合在一起,导致整个液压系统的压力发生大幅波动。针对这一问题,基于OpenFOAM开源平台二次开发出具有动态重叠网格功能的两相空化流求解器,对阀芯振荡诱导空化现象进行数值模拟,结合实验与数值计算结果得出:阀芯振荡关阀阶段阀腔中油液受到惯性作用向出口流动,产生大范围低压区,在低压影响下促使气核剧烈膨胀,在阀腔下游产生二次空化;阀芯振荡开阀阶段阀口处压力梯度大,压差驱动油液高速通过阀口产生射流,导致阀口处形成射流空化,这将为高性能液压阀的设计提供理论依据。

运用CFD计算方法进行数值模拟,采用三维非定常N-S方程并结合重叠网格技术,计算导弹在不同马赫数,攻角和舵偏速度下的各项力和力矩的气动系数。研究发现:鸭舵偏转产生漩涡对尾翼进行干扰,这种干扰随舵偏角的增大而增大;小攻角下弹体和尾翼对导弹轴向力系数的影响很小;马赫数的增大会使鸭舵偏转对导弹法向力系数和俯仰力矩系数的影响减弱;鸭舵动态偏转计算气动力和力矩和稳态情况下计算的结果不一样,且鸭舵偏转速度越快,差异越明显。

导线在覆冰后成为非圆截面,周围压力与流速分布复杂化,采用准静态假设分析动态的覆冰导线舞动理论公式的传统方法局限性较强。充分考虑风场的动态变化,基于弱耦合方法,利用Fluent进行二次开发,编程控制导线舞动轨迹、攻角和风速变化进行编程控制,并结合重叠网格技术实现覆冰导线静态与动态气动力模拟,分析气动力系数特性及规律。仿真结果表明:当平均风速相同时,湍流度为8%的脉动风工况下的气动力系数与定常风场气动力系数变化趋势相同,但在风攻角15°附近时发生突变;导线横向舞动时的动态气动力系数明显大于静态值,以风攻角45°为分析对象,导线扭转振动导致气动力系数和频率降低。覆冰导线舞动时动态气动力系数变化复杂,工程中采用静态气动力系数预测舞动幅值及张力有所误差。

论文采用URANS方法和运动重叠网格计算盛液封闭容器内的薄板振动绕流问题。数值网格采用两套网格重叠布置的形式,网格运动由用户自定义函数(UDF)实现,湍流模型采用SST k-ω模型,采用有限体积法和PISO算法求解URANS方程。文中通过对带正六边形薄板的小型油粘滞阻尼器进行建模分析及求解。结果表明,这种阻尼器的耗能能力与薄板面积基本呈线性关系,与薄板振幅的平方也呈近似线性关系,一个振动周期内薄板表面压力演化过程的流场显示,有助于增进对此类流动问题的认识。计算结果还表明基于重叠网格技术的CFD数值模拟,可以较好的模拟盛液封闭容器内振动薄板的流动问题。