仿生乌贼射流孔设计：水液压阀抗空化关键技术

本文主要探讨了"基于乌贼射流孔的仿生水液压阀抗空化结构研究"这一主题，由陈思青、钱玉峰等人合作完成。研究的背景是空化现象对水液压系统性能的影响，这是一种常见但可能造成系统效率降低和设备损坏的问题。为了找到解决方案，研究人员选择了双口恒定流量的数字阀作为实验对象，其设计灵感来源于乌贼独特的喷水机制——射流孔。 乌贼通过射流孔产生高速水流，能有效避免内部压力波动引发的空化。作者利用计算机流体力学(CFD)理论，借助Ansys这样的专业软件进行流体动力学模拟实验。这种模拟技术能够细致地模拟水流在阀门内部流动时的复杂行为，包括压力分布、流量特性以及可能的空化形成过程。 通过对仿真结果的深入分析，研究者得到了压力图、流量矢量图和混合相图的关系。这些图表揭示了仿生结构如何有效地抑制空化现象的发生，通过优化流体流动路径和减小局部压力波动，防止气泡在液体中形成和破裂，从而显著减少了空化对水液压系统的负面影响。 关键词"机械电子工程"表明了这项研究与工程实践紧密相关，而"空化现象"则明确了研究的核心问题。"水液压"强调了应用领域，"仿生"则揭示了创新设计思路。文章的中图分类号"G305"指向了相关学科的专业范围。 总结来说，这篇首发论文提供了一种创新的抗空化策略，将生物学原理应用到水液压阀的设计中，旨在提升水液压系统的稳定性和可靠性。通过计算机模拟与实验证据，研究结果对于改善现代工业中的水液压设备性能具有重要意义。