液力变矩器优化模型及泵轮流场研究

发布时间：2017-06-21 13:19

  本文关键词：液力变矩器优化模型及泵轮流场研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液力变矩器是以液体为工作介质,通过液体和工作轮之间的相互作用来传递能量的装置。优越的性能使液力变矩器广泛的应用于各个领域。然而,液力变矩器的一个主要缺点是效率不够高。为了进一步改善性能和提高效率,对液力变矩器的参数进行优化,对内部流场的规律进行分析和研究就显得非常有必要。本文研究的主要内容有:(1)提出了新的方法—轴面驱动力法,推导了泵轮的进口边极角公式,进而确定了液力变矩器工作轮的进出口边半径公式。(2)通过对参数的研究,将参数的优化归结为对轴面速度mv的优化,建立液力变矩器的优化模型。通过对驱动压力的求解,对压力差的分析,提出对轴面速度进行修正的方法。(3)采用自动化建模技术建立泵轮流道模型。将流道模型看做被两个曲面切割的旋转实体,在程序代码、Auto CAD以及UG软件的帮助下,自动生成泵轮流道模型。(4)用Gambit软件对泵轮流道模型进行网格划分,再导入到FLUENT中进行数值模拟。流场数值求解方法选择SIMPLE算法、湍流模型选择标准的k-ε两方程模型。经过各项参数的设置后进行迭代计算。(5)根据泵轮流道数值计算的结果,对泵轮的速度流场和压力流场进行分析。得到高速区域、低速区域、高压区域、低压区域以及逆流区域。(6)导出FLUENT中泵轮流场的轴向速度、径向速度、切向速度和压力计算结果数据。在MATLAB中用最小二乘法进行数据拟合,编制程序,拟合出函数关系式。在广义环坐标系中进行坐标转换,得到关于ρ、θ、φ的拟合函数,从而得出泵轮流场内部压力和速度的规律。
【关键词】：液力变矩器 轴面驱动力法 优化模型 自动化建模 数值模拟
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.332
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 液力变矩器发展及应用10-11
• 1.2 液力变矩器的国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 液力变矩器设计方法研究12-14
• 1.3.1 液力变矩器设计方法12-13
• 1.3.2 液力变矩器设计方法研究现状13-14
• 1.4 液力变矩器流场的研究14-15
• 1.4.1 液力变矩器流动理论研究14
• 1.4.2 液力变矩器流场的研究现状14-15
• 1.5 研究的主要内容15-16
• 1.6 本章小结16-18
• 2 工作轮进出口半径的确定18-26
• 2.1 概述18
• 2.2 液力变矩器效率的影响因素18-19
• 2.3 轴面驱动力平衡法19-23
• 2.3.1 基本思想19-20
• 2.3.2 公式推导20-23
• 2.3.3 工作轮进出口半径的确定23
• 2.4 逼近误差分析23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 液力变矩器优化数学模型26-34
• 3.1 液力变矩器的参数26
• 3.2 原始参数26-28
• 3.3 设计确定的参数28-30
• 3.3.1 叶片数的确定28
• 3.3.2 进口叶片角的确定28-30
• 3.4 优化数学模型的建立30-32
• 3.4.1 设计变量和约束条件30
• 3.4.2 目标函数30
• 3.4.3 泵轮驱动压力的确定30-31
• 3.4.4 压力差31-32
• 3.5 本章小结32-34
• 4 自动建模技术的研究34-46
• 4.1 概述34-35
• 4.1.1 AutoCAD简介34
• 4.1.2 UG简介34-35
• 4.2 逼近计算35-39
• 4.2.1 内外环中间流线逼近35-37
• 4.2.2 中间流面的逼近37-39
• 4.3 流道模型的生成39-43
• 4.3.1 旋转实体的自动生成39-42
• 4.3.2 泵轮流道模型的生成42-43
• 4.4 误差分析43-44
• 4.5 本章小结44-46
• 5 液力变矩器泵轮流场计算46-56
• 5.1 FLUENT概述46-47
• 5.1.1 FLUENT简介46
• 5.1.2 FLUENT的基本构成46-47
• 5.2 液力变矩器泵轮流道模型的网格划分47-50
• 5.2.1 Gambit软件简介47
• 5.2.2 泵轮流道模型的网格划分47-50
• 5.3 计算模型和算法的选择50-52
• 5.3.1 湍流模型的选择50-52
• 5.3.2 求解器的选择52
• 5.4 FLUENT进行仿真52-54
• 5.4.1 边界条件的设置52-53
• 5.4.2 初始值的给定53
• 5.4.3 材料设置53-54
• 5.4.4 欠松弛因子、离散格式以及残差的设置54
• 5.4.5 初始化及迭代计算54
• 5.5 本章小结54-56
• 6 液力变矩器泵轮流场分布及数据分析56-64
• 6.1 液力变矩器泵轮流道数值分析56-58
• 6.1.1 泵轮流道速度流场分析56-57
• 6.1.2 泵轮流道压力流场分析57-58
• 6.2 泵轮流场规律分布58
• 6.3 三维流场数据分析58-60
• 6.3.1 MATLAB简介58-59
• 6.3.2 用最小二乘法进行数据拟合59-60
• 6.4 坐标转换60-62
• 6.4.1 广义坐标系60-61
• 6.4.2 直角坐标系到广义坐标系的转换61-62
• 6.5 本章小结62-64
• 7 结论和展望64-66
• 7.1 结论64
• 7.2 展望64-66
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-76
• 附录 1：MATLAB最小二乘法拟合程序76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苗立军;5015410A型液力变矩器最小补偿压力值的确定[J];起重运输机械;2000年02期

2 陈海虹;液力变矩器在工程机械上的应用和发展[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2001年04期

3 周朝霞;张传爱;;液力变矩器的正确检查和维护[J];轻型汽车技术;2001年12期

4 朱金海;液力变矩器的保养与故障分析[J];起重运输机械;2002年04期

5 张新荣,黄宗益;液力变矩器的闭锁及其控制研究[J];筑路机械与施工机械化;2002年02期

6 刘振军,秦大同,胡建军,杨亚联;轿车用液力变矩器性能试验分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年02期

7 赵红,马文星,王大志;液力变矩器动态特性辨识方法的探讨[J];工程机械;2002年07期

8 李雪原,阎清东;液力变矩器叶片制作方法研究[J];兵工学报;2003年04期

9 祖炳洁,贾粮棉 ,郑明军;液力变矩器在工程机械中的正确使用与检查[J];起重运输机械;2003年08期

10 吴丽丽;试论控制液力变矩器性能措施的有效途径[J];云南交通科技;2003年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 项昌乐;闫清东;戴德修;;液力变矩器的应用与发展[A];液压气动密封行业信息专刊汇编第二卷[C];2003年

2 陈纪新;;装卸运输机械中液力变矩器的应用[A];上海物流工程学会2003’论文集[C];2003年

3 赵静一;马玉良;王智勇;;新型液力变矩器性能试验台设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（上）[C];2007年

4 齐学义;张风羽;翟小兵;;液力变矩器三元流场计算的一种近似方法[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

5 魏巍;闫清东;;液力变矩器叶栅系统三维优化设计方法研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年

6 吴发乾;;发动机和液力变矩器输出特性合成计算方法[A];推进节能环保，给力绿色崛起——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2012年海南机械科技学术报告会交流论文集[C];2012年

7 李吉元;闫清东;;牵引-制动型液力变矩器与机械制动器联合制动控制系统研究[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年

8 李吉元;闫清东;;牵引-制动型液力变矩器与机械制动器联合制动控制系统研究[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2004年

9 吴庆玲;陈伟;韩洪江;;装载机发动机与液力变矩器的匹配分析[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年

10 魏巍;张利霞;闫清东;;液力变矩器流场计算可视化及其OpenGL实现[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 靳书阳;航天动力定增募资10亿 建汽车液力变矩器项目[N];证券时报;2011年

2 杨章跃　许雪勤;江西飞龙钻头液力变矩器项目通过专家验收[N];中国工业报;2009年

3 ;立足市场 锐意创新[N];大众科技报;2005年

4 本报记者 杨景定;销车顾问：你有多少东西让人可问？[N];当代汽车报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 刘春宝;轿车扁平化液力变矩器研究[D];吉林大学;2009年

2 刘仕平;液力变矩器的数学模型、新型设计方法及内部流场研究[D];太原理工大学;2010年

3 石祥钟;液力变矩器内部三维流动数值模拟与特性预测方法研究[D];吉林大学;2005年

4 田华;液力变矩器现代设计理论的研究[D];吉林大学;2005年

5 刘城;向心涡轮式液力变矩器叶栅系统参数化设计方法研究[D];北京理工大学;2015年

6 谭越;冲焊型液力变矩器冲压成形数值模拟与试验研究[D];吉林大学;2014年

7 刘树成;车用柴油机与液力变矩器动态匹配技术研究[D];北京理工大学;2015年

8 褚亚旭;基于CFD的液力变矩器设计方法的理论与实验研究[D];吉林大学;2006年

9 李兴忠;越野车用液力机械式自动变速器控制系统关键技术研究[D];吉林大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 朱建华;液力变矩器理论设计方法的研究[D];重庆大学;2008年

2 邹亚科;钣金型液力变矩器内流场分析[D];长安大学;2009年

3 成龙;液力变矩器热平衡研究和冷却系统设计[D];武汉理工大学;2010年

4 席智星;制造方法对液力变矩器性能影响的研究[D];吉林大学;2011年

5 赵永志;液力变矩器的叶片设计[D];吉林大学;2005年

6 王晓晶;液力变矩器叶栅参数优化及造型研究[D];哈尔滨理工大学;2005年

7 许涛;液力变矩器三维流场仿真计算[D];武汉理工大学;2006年

8 李勤;4T65E型液力变矩器的变形仿真研究[D];浙江大学;2003年

9 熊欣;基于虚拟制造的液力变矩器设计与开发[D];武汉理工大学;2004年

10 吴波;液力变矩器的三维流场仿真计算[D];吉林大学;2008年

  本文关键词：液力变矩器优化模型及泵轮流场研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：468820