液力变矩器三维瞬态流场分析研究及改型设计

摘要

为了研究液力变矩器降耗技术，本文对某型液力变矩器利用反求设计法进行几何建模，并用利用CAD、CFD软件进行其内部伞流道建模和三维瞬态流场模拟计算，对流场计算结果进行分析，找出影响其内部能量损失的主要因素，在此基础上对液力变矩器进行了改型设计，改型设计效果良好。
　　 本文研究的主要内容有：
　　 1)介绍了液力变矩器的传动原理、应用范围、理论研究现状及各种特性。
　　 2)分析了液力变矩器基本流动理论及设计方法，并利用反求设计法求得某型液力变矩器的几何模型。
　　 3)利用UG软件抽取液力变矩器的三维全流道模型，并导入到专业的网格划分软件ICEMCFD进行网格划分，得到了理想的网格模型。
　　 4)对流道进行一些假设，采用滑动网格技术，在FLUENT中设置网格交互面及其它边界条件，选择合适的湍流模型以及求解器，设置收敛条件，调整松弛因子，进行了各个工况下的瞬态流场的数值计算。
　　 5)据FLUENT计算结果，详细分析了在三个典型工况下，各个工作轮流道的速度场和压力场分布，并对其形成机理进行了分析。找出了影响泵轮、涡轮、导轮能量损失的主要因素，并提出了一些改进方案。
　　 6)对液力变矩器进行整体分析并与试验结果相对照，验证了三维瞬态数值模拟的准确性。在此基础上对泵轮叶片进行改型，结果表明改型设计效果良好。
　　 7)全文总结：
　　 本课题的研究突破了原有一元束流设计理论，采用三维全流道瞬态计算，更加符合液力变矩器内部流动情况。此研究可以缩短设计研发周期、减少试验次数、提高设计精度、改善产品的传动效率，对现有产品的改型设计提供强有力的技术支撑。