偏轉板射流伺服閥和射流管伺服閥的基礎理論研究

《偏轉板射流伺服閥和射流管伺服閥的基礎理論研究》是依託同濟大學，由誾耀保擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：偏轉板射流伺服閥和射流管伺服閥的基礎理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：誾耀保
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

針對多年來困擾航空航天和艦船射流伺服閥基礎理論欠缺的問題，以偏轉板伺服閥和射流管伺服閥的基礎研究作為突破口，通過熱力學、動力學、振盪流體力學和計算流體力學的深入分析，闡明不同介質時射流負壓現象機理和射流玻璃柱長度的影響因素，分析射流伺服閥流場分布規律及其影響因素。建立考慮射流放大級能量轉換過程的射流伺服閥數學模型，探索射流伺服閥複雜結構零件微米級幾何參數、製造工藝和服役性能之間的映射關係，從試驗和理論的兩方面，取得射流伺服閥的設計準則和關鍵技術。探索偏轉板伺服閥卡門渦現象產生的特定條件、導流管諧振條件、熱固液耦合關係等基礎表達式，進而闡明射流伺服閥振動、嘯叫、零位偏移、零位漂移的產生機理，最終取得射流伺服閥減振制振和消聲的措施、零位漂移的抑制方法，解決如何實現穩定和精確的射流伺服控制的根本問題。打破國外技術封鎖，為我國研製高可靠性與高適應性的航空航天及艦船射流伺服閥提供基礎理論和關鍵技術。

結題摘要

針對多年來航空航天和艦船射流控制基礎理論欠缺的問題，以偏轉板伺服閥和射流管伺服閥作為突破口，通過熱力學、動力學、振盪流體力學和計算流體力學的深入分析，理論與實踐緊密結合，研究射流負壓現象、卡門渦街現象和零偏零漂的產生機理與條件，以及沖蝕磨損、三維離心環境和寬溫域下的分析方法和理論等基礎科學問題。項目主要成果包括：（1）揭示了射流負壓現象（即流體在高速射流出口處或某幾處出現環狀負壓區域的現象）和卡門渦街現象（即射流流體受到偏轉板阻礙時，下方會出現不穩定的邊界層分離而產生兩排非對稱交錯漩渦的現象，一側順時針方向而另一側反時針方向）的機理和產生的特定條件，建立考慮射流能量交換過程的射流伺服閥數學模型，得到了複雜零件微米級幾何參數、製造工藝和服役性能之間的映射關係，從試驗和理論的兩方面，取得了射流伺服閥的設計準則和關鍵技術。為打破國外技術封鎖和限制，研製高可靠性與高適應性的航空航天及艦船射流伺服閥提供了基礎理論和關鍵技術。（2）建立了三維離心環境下基於牽連運動學的電液伺服閥數學模型。建立了射流伺服閥的沖蝕磨損理論與數值模擬方法。建立了寬溫域下考慮殘餘應力的精密偶件軸向/徑向尺寸鏈計算模型。闡釋了射流前置級和整閥的零偏零漂產生機理，得到了包含七類24種要素的零偏零漂值綜合計算模型，並提出了耐極端環境的零偏零漂的抑制方法與措施、減振制振措施，解決了多年來困擾高端液壓元件的零偏零漂、特性不規則與不重複現象的難題，直接為國家型號研製提供了基礎保障。（3）在《機械工程學報》《航空學報》《WEAR》等發表期刊論文27篇（其中，SCI2篇、EI16篇），發表會議論文14篇，獲得國際會議最優秀論文獎2篇。獲得授權發明專利3項，申報發明專利9項。出版專著2部137萬字，參與制定行業標準1項。（4）形成了一支精通射流伺服控制的青年學者隊伍，指導畢業碩士生9名。正在培養博士生5名，正在培養碩士生2名。