发动机离心式冷却水泵内流场仿真分析
发布时间：2021-05-16 03:17
泵是把驱动装置所产生的机械能转化为液体所需要能量的机械,在汽车工业中,离心式冷却水泵由于其体积小、结构紧凑、工作范围大、比转速大等特点得到广泛应用,冷却水泵作为冷却系统的主要部件,其工作性能的好坏将直接影响发动机的运行状况,一旦其不能正常工作,将导致发动机过热,严重时甚至损坏发动机;所以,一个稳定性良好的水泵至关重要。水泵运行过程中涉及到气液两相流,内部流场非常复杂,由于发动机用离心式冷却水泵还需考虑其在整车上的布置和安装条件等的限制,使其相比传统离心泵而言,流动情况更加复杂,更容易产生空化,影响水泵的扬程、效率;目前发动机用冷却水泵设计分析仍在半经验、半理论的阶段,传统的方法开发周期长、耗时耗力、可靠性差,严重影响了车用离心式水泵的发展,应用仿真软件对其工作性能进行预测、分析,辅助产品的开发,将极大缩短产品制造周期,大大降低开发成本,并且为其产品的性能优化提供依据。本文的具体工作如下:（1）在阅读了大量相关论文参考文献的前提下,对国内外汽车用离心式冷却水泵的研究现状进行了总结,并且将传统的设计方法与先进的优化设计方法进行了对比,对水泵的重要性能影响因素气蚀进行了概括分析。（2）对水泵...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外汽车离心式冷却水泵研究现状
1.2.1 汽车用冷却水泵应用及研究现状
1.2.2 离心式冷却水泵优化设计研究现状
1.2.3 离心式冷却水泵气蚀研究现状
1.3 本文研究的主要内容
1.4 本章小结
第2章 冷却水泵基本理论及软件简介
2.1 离心式水泵基本理论
2.1.1 离心式水泵基本参数
2.1.2 泵相似定律及比转速
2.1.3 气蚀基本方程
2.1.4 气液两相流基本知识
2.2 应用软件介绍
2.2.1 仿真软件PumpLinx简介
2.2.2 优化设计软件CFturbo简介
2.3 本章总结
第3章 发动机离心式冷却水泵的数值仿真与结果分析
3.1 数值模拟
3.1.1 水泵的基本原理及构成
3.1.2 三维模型处理及流体域提取
3.1.3 网格划分
3.1.4 仿真边界条件设置
3.2 仿真结果云图及其分析
3.2.1 仿真模拟收敛判定
3.2.2 水泵内流场分布
3.2.3 数值计算结果分析
3.3 本章小结
第4章 发动机离心式冷却水泵的优化设计与仿真结果对比
4.1 水泵的优化设计
4.1.1 叶轮设计
4.1.2 蜗壳流域流道设计
4.2 优化泵的三维仿真与数据分析
4.2.1 新水泵的三维数值模拟仿真
4.2.2 数据处理
4.2.3 新叶片在水泵中的布置形式
4.3 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计[J]. 张人会,郭苗,杨军虎,刘宜. 排灌机械工程学报. 2014(11)
[2]CFD在柴油机冷却水泵性能分析与优化设计中的应用[J]. 刘铁刚,高莹,刘鹏,曹志浩. 内燃机与动力装置. 2013(03)
[3]基于CFD的发动机冷却水泵汽蚀性能预测[J]. 李伟,施卫东,张华,裴冰,陆伟刚. 排灌机械工程学报. 2012(02)
[4]国内冷却水泵机油泵行业发展分析[J]. 胡桂荣. 汽车与配件. 2011(38)
[5]核电站凝结水泵气蚀保护的改进[J]. 罗传杰,漆向前,周琦. 广东电力. 2011(04)
[6]离心泵内部空化特性的CFD模拟[J]. 王勇,刘厚林,袁寿其,谈明高,王凯. 排灌机械工程学报. 2011(02)
[7]离心泵气蚀性能的数值计算与分析[J]. 杨孙圣,孔繁余,周水清,王文廷. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(10)
[8]不同湍流模型在离心压缩机叶轮内流场数值模拟中的比较研究[J]. 胡胜波,苏莫明. 流体机械. 2010(08)
[9]汽车水泵性能三维数值模拟及结构改进[J]. 刘婷婷,王彤,杨波,谷传纲. 工程热物理学报. 2009(06)
[10]离心泵汽蚀特性分析[J]. 潘中永,倪永燕,李红,曹英杰. 排灌机械. 2008(04)
硕士论文
[1]汽车发动机冷却系统水泵设计及流场仿真分析[D]. 吴杰.重庆大学 2013
本文编号：3188863
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外汽车离心式冷却水泵研究现状
1.2.1 汽车用冷却水泵应用及研究现状
1.2.2 离心式冷却水泵优化设计研究现状
1.2.3 离心式冷却水泵气蚀研究现状
1.3 本文研究的主要内容
1.4 本章小结
第2章 冷却水泵基本理论及软件简介
2.1 离心式水泵基本理论
2.1.1 离心式水泵基本参数
2.1.2 泵相似定律及比转速
2.1.3 气蚀基本方程
2.1.4 气液两相流基本知识
2.2 应用软件介绍
2.2.1 仿真软件PumpLinx简介
2.2.2 优化设计软件CFturbo简介
2.3 本章总结
第3章 发动机离心式冷却水泵的数值仿真与结果分析
3.1 数值模拟
3.1.1 水泵的基本原理及构成
3.1.2 三维模型处理及流体域提取
3.1.3 网格划分
3.1.4 仿真边界条件设置
3.2 仿真结果云图及其分析
3.2.1 仿真模拟收敛判定
3.2.2 水泵内流场分布
3.2.3 数值计算结果分析
3.3 本章小结
第4章 发动机离心式冷却水泵的优化设计与仿真结果对比
4.1 水泵的优化设计
4.1.1 叶轮设计
4.1.2 蜗壳流域流道设计
4.2 优化泵的三维仿真与数据分析
4.2.1 新水泵的三维数值模拟仿真
4.2.2 数据处理
4.2.3 新叶片在水泵中的布置形式
4.3 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计[J]. 张人会,郭苗,杨军虎,刘宜. 排灌机械工程学报. 2014(11)
[2]CFD在柴油机冷却水泵性能分析与优化设计中的应用[J]. 刘铁刚,高莹,刘鹏,曹志浩. 内燃机与动力装置. 2013(03)
[3]基于CFD的发动机冷却水泵汽蚀性能预测[J]. 李伟,施卫东,张华,裴冰,陆伟刚. 排灌机械工程学报. 2012(02)
[4]国内冷却水泵机油泵行业发展分析[J]. 胡桂荣. 汽车与配件. 2011(38)
[5]核电站凝结水泵气蚀保护的改进[J]. 罗传杰,漆向前,周琦. 广东电力. 2011(04)
[6]离心泵内部空化特性的CFD模拟[J]. 王勇,刘厚林,袁寿其,谈明高,王凯. 排灌机械工程学报. 2011(02)
[7]离心泵气蚀性能的数值计算与分析[J]. 杨孙圣,孔繁余,周水清,王文廷. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(10)
[8]不同湍流模型在离心压缩机叶轮内流场数值模拟中的比较研究[J]. 胡胜波,苏莫明. 流体机械. 2010(08)
[9]汽车水泵性能三维数值模拟及结构改进[J]. 刘婷婷,王彤,杨波,谷传纲. 工程热物理学报. 2009(06)
[10]离心泵汽蚀特性分析[J]. 潘中永,倪永燕,李红,曹英杰. 排灌机械. 2008(04)
硕士论文
[1]汽车发动机冷却系统水泵设计及流场仿真分析[D]. 吴杰.重庆大学 2013
本文编号：3188863
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