基于三維流動(dòng)分析的液力變矩器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文研究的是基于流動(dòng)分析的液力變矩器三維設(shè)計(jì)，是“車輛傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助的項(xiàng)目”中的一部分。選用YB-200型變矩器作為原型變矩器，基于三維流場(chǎng)理論，借助UG、GAMBIT、FLUENT等軟件，對(duì)液力變矩器的內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，最終獲得變矩器的原始特性，同時(shí)將試驗(yàn)的結(jié)果與計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。在此基礎(chǔ)上，細(xì)致分析影響變矩器性能的因素，改進(jìn)變矩器的葉型，最終達(dá)到優(yōu)化的目標(biāo)。本課題研究的目的和意義就在于，CFD技術(shù)能真實(shí)模擬變矩器內(nèi)部流場(chǎng)

2、的流動(dòng)情況，原始特性的預(yù)測(cè)也更接近實(shí)際，減少了試驗(yàn)和試制的次數(shù)，從而縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了變矩器的設(shè)計(jì)制造水平。 1)首先介紹了課題研究的背景，液力變矩器在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況和流場(chǎng)理論的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT及其在變矩器內(nèi)流場(chǎng)仿真中的應(yīng)用。然后介紹了變矩器試驗(yàn)的基本情況，最后提出了主要研究?jī)?nèi)容。 2)分析了變矩器內(nèi)流場(chǎng)仿真所涉及到的計(jì)算流體力學(xué)的基本理論。變矩器內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)情況決定了它的控制方程包

3、括連續(xù)性方程、湍流的動(dòng)量守恒方程和湍流模型附加方程。采用有限體積法求解這些方程時(shí)，需要采用一定的離散方法對(duì)方程進(jìn)行離散，用相應(yīng)的算法求解方程。 3)根據(jù)采取的假設(shè)，采用UG抽取變矩器的流道模型，并采用映射法劃分變矩器的計(jì)算網(wǎng)格。在相應(yīng)的位置設(shè)置壁面邊界條件，混合平面邊界條件和周期性邊界條件。根據(jù)計(jì)算對(duì)象的特殊性，湍流模型選擇標(biāo)準(zhǔn)K-ε模型，壓力-速度耦合選用SIMPLE算法。 4)提出了基于三維流場(chǎng)理論的變矩器設(shè)計(jì)的流程

4、，并部分實(shí)現(xiàn)了基于YB-200型變矩器的參數(shù)優(yōu)化?；谌S流場(chǎng)理論的變矩器設(shè)計(jì)理論有很多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在精度高、時(shí)間短和可供優(yōu)化調(diào)整的變量多等方面。分析了如何采用逆向工程獲得變矩器三維實(shí)體模型，如何進(jìn)行循環(huán)圓設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)分析了如何采用等傾角射影的方法進(jìn)行葉片的設(shè)計(jì)。 5)分析了變矩器三維流動(dòng)分析中轉(zhuǎn)矩分析指標(biāo)，并拿YB-200型變矩器的原始特性試驗(yàn)值和三維計(jì)算值進(jìn)行比較，證明了三維計(jì)算的準(zhǔn)確性。同時(shí)細(xì)致分析YB-200型變矩器變