液压支架是综合机械化采煤关键设备,而液控单向阀是液压支架系统中关键液压元件之一,其性能直接影响着整个综采工作面的可靠性及安全性。本文通过对液压支架系统中液控单向阀卸载动态仿真和流场进行数值模拟,确定影响液控单向阀性能的主要因素,为今后阀的优化设计和性能的提高提供了基础。运用仿真软件AMESim建立了液控单向阀及其卸载系统的仿真模型并进行了仿真,得出液控单向阀卸载过程中阀芯的运动曲线和阀口A的压力和流量曲线。仿真结果显示液控单向阀在卸载的过程中阀芯产生振动,并产生瞬间压力冲击现象,通过比较几种液控口K的等效直径所得到的仿真结果,得出减小液控口K可以减小阀芯振动和卸载压力冲击,为合理设计液控单向阀结构提供了参考。采用AutoCAD和UG软件,按照液控单向阀的实际结构和参数,结合计算数学模型的可行性,分别建立了阀的二维和三维几何模型。导入FLUENT前处理软件GAMBIT进行了网格的划分。在FLUENT软件中对两种模型的流场进行了稳态数值模拟,得到液控单向阀的压力分布图、速度矢量图和流线图。在开口度相同、边界条件不同和开口度不同、边界条件相同时对流场进行模拟,找出影响阀压力和速度分布的因素。采用空化模型进行仿真,得到汽化水的体积分数。对阀芯受到的总作用力和稳态液动力进行了理论分析和计算,把仿真结果与理论结果相比较,验证了仿真结果的正确性。流场分析结果表明:节流口速度与开口度和压差有关,开口度和压差越大,节流口的最大速度越大;最低压强与开口度和压差也有关系,开口度和压差越大,节流口的压强越小,在低于大气压的区域最容易产生气穴。过流断面面积突变处,出现主流与壁面脱离的现象,在这些地方会出现漩涡区。当开口度相同时,漩涡区与压差有关系,压差越大,漩涡区越大,反之漩涡区就越小;当压差相同时,漩涡区与开口度大小有关,开口度越大,漩涡区越小,反之漩涡区就越大。在一定开口度时流量越大,稳态液动力在数值上越大,当压差一定时,稳态液动力随着开口度的增大而增大,与理论结果相一致。本文进行的研究工作为阀的结构设计和优化提供了参考依据,对保证液压支架系统可靠地工作,保证煤矿安全高效地生产都有一定的现实意义。