利用Fluent计算流体软件对液压锥阀的内部流场进行分析，经对阀芯不同开口量的可视化分析，采用标；住紊流模型模拟了内部流体的流动状态及漩涡的产生区域，并对其稳态液动力进行了分析，可为阀的整体性能和结构优化提供参考依据：

在三维CAD软件SolidWorks中创建液压锥阀的三维模型,用有限元分析软件COSMOS/FloWorks,对其进行静态分析,掌握锥阀阀腔内流体的流场流速分布及压力场分布的情况,并根据有限元的计算结果,以阀心的优化设计为例,介绍了用有限元对锥阀的优化设计过程。

运用SolidWorks软件及其COSMOSFLOWORKS模块,建立液压锥阀实体模型,对阀芯在不同半锥角时的流动特性进行了三维仿真计算,并对可视化结果进行了分析,为锥阀结构的优化设计提供了理论依据。

对液压锥阀的内部流场采用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法进行数值模拟,通过移动网格技术,研究锥角大小和阀芯圆周直径以及同一调定压力下不同额定流量对锥阀芯静态和动态性能的影响,其次计算了阀口倒角对锥阀性能的影响。结果表明阀芯圆周直径B值对锥阀动、静态特性有较大影响,当B=15mm时,锥阀的动、静态性能都较好,且对于同一种阀芯结构,随着额定流量的增加,锥阀的静态调压偏差增大,即开启比降低,而合适的阀口倒角长度可以有效提高锥阀的开启比5%左右。

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。文中采用动网格技术,利用UDF功能给定阀芯不同的运动速度,仿真研究了不同阀芯速度以及不同边界条件的锥阀阀内的流场,分析了插装型锥阀在开启和闭合工作过程中不同的边界条件下阀芯所受的液动力。所进行的研究工作对于系统建模分析和锥阀液动力的补偿研究提供了依据。

基于Fluent对普通起重机的液压锥阀在定流量、定开度下进行流场数值分析,通过计算对其结构进行优化。研究表明优化后液压锥阀的压力、速度、流场分布更均匀,可减少液压起重机内部出现气穴、堵塞、振动噪声、滞后等故障,提高了其使用寿命。

针对纯水介质液压锥阀存在的气穴问题,基于CF-PZ200型号的液压支架操纵阀,改进阀口的结构,借助Soildworks建立了操纵阀三维模型,并用AutoCAD简化锥阀阀口为二维对称模型。基于FLUENT软件对锥阀内流场的气穴现象进行气——液两相流仿真,获得阀口三种结构在三种开口度下的流场压力分布、流速分布、气穴分布及其强度的变化规律。做出新型结构试样,进行实验和仿真的对比分析。研究结果表明:新型阀口结构比原型号的结构蒸汽相体积分数平均减小43.69%,阀口结构气穴指数增大了23.47%,因此新型结构的阀口结构会使得操纵阀发生气穴的可能性减小,抗气蚀性能更好。

通过对液压破碎锤内锥阀内流道流场进行数值计算和模拟，探讨了不同情况下液压锥阀内流场包括流道速度场、压力场、流线和涡量线等的分布情况，分析了产生涡旋的位置和强度，找出了造成能耗的主要原因。结果表明，通过对锥阀阀座的优化设计，减少了流线的疏密程度和涡旋的大小，降低了能量损失，负压区也随之改变，减少了噪声，提高了能量利用率。

采用计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）方法对锥阀的阀腔内流场进行求解，得到不同阀芯颈部直径D值下不同阀口开度对应的流量、流量系数、阀芯阻力与稳态液动力值，并对解析结果进行了分析。结果表明：在相同阀口开度下，阀芯颈部直径D的变化对流量、流量系数几乎无影响，流量系数保持在0．86左右；阀芯的颈部直径D的变化对阀芯阻力与稳态液动力的影响也很小；阀芯阻力随着阀口开度的增大而减小；稳态液动力随着阀口开度增大而增大。

从应用需求分析出发，提出了基于ANSYS APDL和FLUENT Journal的液压锥阀流场参数化仿真软件总体设计方案。软件通过APDL宏文件和Journal宏文件操控ANSYS和FLUENT，实现了参数化的前处理和流场分析，形成了一体化的快速仿真分析平台，大大降低了对操作者专业软件技能的要求，提高分析效率达10倍以上，可广泛应用于锥阀的工程设计和仿真测试。