液力偶合器部分充液两相流动数值模拟与分析

发布时间：2020-06-02 07:17

【摘要】： 为了掌握液力偶合器部分充液状态下内部的流动情况,本文利用流体分析软件对液力偶合器模型内部的两相三维紊流流场进行数值模拟计算,根据计算结果对内流场的速度与压力分布进行详细的分析。对液力偶合器进行不同充液率下的外特性实验,将实验结果与数值计算结果进行对比分析。全文的主要研究内容有以下几个方面: (1)探讨了两相流动的特点和目前气液两相流动研究中使用的计数值模拟方法,给出了CFD中的几种两相流模型,并根据情况指出了本文采用的多相流模型。 (2)建立合适的偶合器三维模型,根据偶合器实际工作的情况,提出一系列假设:①工作介质的密度和粘度为常数;②忽略温度影响;③偶合器所有构件为绝对刚体,在工作过程中没有变形;④忽略各叶轮之间的液流泄漏;⑤同一工况下,同一叶轮内的每个流道的流场特性相同。 (3)利用流体分析软件的网格生成工具生成流道的计算网格模型,在此基础上对CFD中提供的求解器、湍流模型、速度——压力耦合算法和离散格式进行了对比分析,选择了适合本文的模型和算法。 (4)设置边界条件,对n B=600r/min和n B=3000r/min两种转速下进行数值模拟计算,根据数值模拟的结果,对偶合器不同充液率下的速度和压力场进行分析,并基于三维流场数值解计算其原始特性。 (5)进行液力偶合器的外特性实验,测试偶合器在不同充液率时的外特性参数,验证数值模拟计算的精度和正确性。
【图文】：

第 3 章 液力偶合器流场数值模拟3.1 三维实体模型的建立应用UG软件建立液力偶合器模型，其叶轮的外径D=356mm，如图3-1所示。泵轮和涡轮的结构完全相同，叶片数为12，如图3-2所示。为了使数值计算结果能与实验结果对比分析，，在牵引工况和制动工况下，当泵轮输入转速分别为600r/min、3000r/min时，对不同充液率条件下的液力偶合器内流场进行数值模拟。（a）泵轮 （b）涡轮图 3—1 偶合器模型 图 3—2 偶合器叶轮模型3.2 流道几何模型的建立3.2.1 分析中的基本假设为了研究的方便和准确，对液力偶合器作如下规定：表示液力元件时，如果没有特别说明，分别以B和T指代液力偶合器的泵轮和涡轮；所有与流道进口有关的物理参量和参数用角标1表示，与流道出口有关的用角标2表示。液力偶合器部分充液时的充液率cq 可用式（3-1）表示[39]100%0qqqc= （3—1）式中0q ——液力偶合器腔体总容积

是四边形单元，3D网格单元是六面体单元。在非结构网格中，常用的2D网格单元还有三角形单元，3D网格单元还有四面体单元和五面体单元，其中五面体单元可分为棱锥形（或楔形）和金字塔单元等。图3-4所示为常用的3D网格
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137.331

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本文编号：2692804