液力偶合器流场数值模拟及其分离流动控制研究

发布时间：2020-04-17 00:21

【摘要】： 本文利用计算流体力学(CFD)方法对偶合器涡轮叶片上打孔前后的内部三维流场进行了数值模拟,并对数值模拟的结果进行了对比分析及原始特性的预测。结果表明,在涡轮叶片上打孔有效地控制了偶合器内部的流动分离,在不改变液力偶合器循环圆直径的情况下,提高了偶合器的力矩系数,有效地减小了流动损失。且数值模拟结果与实验数据吻合较好。 全文的主要内容有以下几方面: (1)对液力偶合器内部流动状态进行分析,探讨了各种分离流动控制方法,经过分析,确定打孔吹喷法为控制分离流动的最佳方案。 (2)根据确定的分离流动控制方案建立偶合器打孔前后流道的几何模型,并对其进行网格离散,设置适当的边界条件。在此基础上选出适合本算例的湍流模型、速度-压力耦合算法以及离散格式,利用流体分析软件对泵轮输入转速分别为800rpm、3000rpm时,不同工况下的内部流场进行数值模拟。 (3)根据数值模拟结果,分别对制动工况(i=0)、牵引工况(i=0.4)以及额定工况(i=0.97)下,泵轮输入转速为3000rpm时,打孔前后偶合器内流场的相对速度以及静压的变化进行对比,进而分析有效控制分离流动的原因。 (4)基于计算结果,预测泵轮转速为800rpm时偶合器的特性曲线,并与实验数据对比验证其有效性,进而预测了泵轮转速为3000rpm时偶合器的特性曲线,并对打孔前后偶合器性能的变化进行了对比分析。 (5)经过上述研究,总结出相关结论。
【图文】：

图 1—2 泵轮叶片进口面速度由图 1-1、图 1-2 可见，在对液力元件数值模拟结果后处理的过程中，通过考察其整体以及关键剖面上的速度、压力分布，，可以初步揭示流场的流动状态以及分析二次流、回流、脱流、旋涡这些不规则的流动现象对工作元件能量传递和工作效率的影响。从而为液力元件的二次设计和优化提供指导性的帮助。当然，完全利用三维流动理论进行液力元件设计还没有实现，但三维流动理论[29]已经越来越多地参与到液力元件的现代设计中。本课题研究的主要思路就是运用这种理论对液力偶合器打孔前后的内流场进行三维数值模拟及其特性预测，直接数值求解 N-S 方程，尽可能地研究液力偶合器内部流动的真实流动现象，据此指导及优化液力偶合器的设计达到提高液力偶合器的整体性能的目的。近年来，伴随着光纤技术、芯片技术、激光技术、信号处理技术和图像处理技术的发展和完善，对于液力元件内部流场的测量技术已进行了许多工作

图 2—1 叶片上开孔位置分布上打孔的位置以及孔径大小的确定对偶合如果孔径太小或位置不合理，则起不到控提高偶合器性能的作用；反之，则将使部能反而下降。因此，为了得到打孔孔径的，泵轮输入转速为 800rpm 时，通过对涡性能试验，得到特性曲线随孔径的变化关片上孔径的大小分别为 0mm、3mm、7m
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137.331

【引证文献】

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2 严军;大功率液力减速器设计与制动力矩控制算法研究[D];武汉理工大学;2010年

3 卢秀泉;调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究[D];吉林大学;2012年

4 柴博森;液力偶合器内部流动可视化与流速识别方法研究[D];吉林大学;2012年

5 范丽丹;调速型液力偶合器热流耦合与换热系统研究[D];吉林大学;2013年

6 王振;大功率齿轮调速装置关键设计技术研究[D];机械科学研究总院;2013年

相关硕士学位论文 前2条

1 李翠翠;液力偶合器的CAD及其动态特性的理论研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 侯天柱;液力偶合器流场仿真分析方法及其力矩系数研究[D];中国舰船研究院;2011年

本文编号：2630216