机床与液压

作者：王虎军，郑直，冀宏

单位：兰州理工大学能源与动力工程学院；兰州理工大学能源与动力工程学院；兰州理工大学能源与动力工程学院

关键词：滑阀;空化;网格拓扑;广义网格交界面(GGI)

为探究滑阀在动态启闭过程中间隙流动诱发的空化现象及其演化机制，通过高保真数值模拟，分析阀芯运动与流场结构的相互作用如何导致空化初生、发展与溃灭。基于开源软件OpenFOAM的Foam Extend 4.1平台，二次开发一种融合网格拓扑技术与广义网格交界面（GGI）方法的动态两相空化流求解器。该方法利用一套网格，通过网格拓扑技术实现阀芯大幅往复运动的模拟，并借助GGI技术处理运动网格与固定网格间的非共形数据传递，从而精确构建并求解包含真实微观间隙的流场模型。构建滑阀启闭过程数值模型，对U形滑阀完整的启闭循环过程进行瞬态数值模拟。结果表明：阀芯开启时，压差形成射流空化，当背压特别小时，气穴剧烈且气泡分布广泛，背压升高后气穴迅速缩小，气泡粒度较小，表明其发育过程短暂；在阀芯关闭阶段，射流形成漩涡诱发空化初生；随阀口减小，低压导致游荡的空化阀芯剧烈膨胀，导致阀腔下游二次空化。所采用的网格拓扑与GGI耦合方法能够有效处理包含微小间隙的阀芯大幅运动问题，为深入揭示液压阀内瞬态空化流动机制提供了可靠的分析工具。

来源：2026年第4期

《机床与液压》期刊编辑部

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