本文關(guān)鍵詞：液力變矩器流場(chǎng)分布特征及降階處理研究

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【摘要】：提高液力元件性能和效率的關(guān)鍵是要深刻認(rèn)識(shí)其內(nèi)部流體的流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)結(jié)構(gòu)。本文基于CFD對(duì)D400型液力變矩器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值仿真以及瞬態(tài)數(shù)值仿真，并對(duì)變矩器流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及流場(chǎng)分布特征進(jìn)行研究。并通過(guò)激光多普勒測(cè)速技術(shù)（LDA）對(duì)該液力變矩器進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)試，從而對(duì)仿真進(jìn)行驗(yàn)證，并基于本征正交分解（POD）對(duì)瞬態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行降階處理，以簡(jiǎn)化流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 首先，，對(duì)液力變矩器單流道進(jìn)行幾何建模，并對(duì)流道劃分六面體網(wǎng)格，對(duì)液力變矩器流場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)的CFD數(shù)值仿真，分析了變矩器內(nèi)部流場(chǎng)的分布，確定了流道中存在有湍流、脫流、回流等二次流現(xiàn)象的區(qū)域，研究了速度矢量分布，分析了二次流的分布規(guī)律。 其次，以穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果作為初始值進(jìn)行非定常流場(chǎng)CFD計(jì)算，獲取了液力變矩器瞬態(tài)流場(chǎng)的速度分布。利用激光多普勒（LDA）測(cè)速技術(shù)對(duì)液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了速度測(cè)試，以D400液力變矩器為試驗(yàn)對(duì)象，利用Dantec LDA系統(tǒng)對(duì)D400液力變矩器泵輪進(jìn)行了流場(chǎng)測(cè)試，完成了對(duì)泵輪不同弦面的流速測(cè)量，獲取了泵輪不同截面的三維速度。將LDA測(cè)得的流場(chǎng)速度與仿真的速度進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，證明了CFD液力變矩器瞬態(tài)仿真的準(zhǔn)確性及可靠性。 最后，基于瞬態(tài)CFD分析的結(jié)果，對(duì)葉輪之間的動(dòng)靜干涉效應(yīng)進(jìn)行了研究，分析了葉輪不同位置對(duì)葉片載荷和葉輪流道流場(chǎng)分布的影響。利用本征正交分解（POD）方法對(duì)瞬態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了降階解構(gòu)，將瞬態(tài)的速度場(chǎng)寫(xiě)成基函數(shù)——本征模態(tài)的級(jí)數(shù)展開(kāi)式，在展開(kāi)式中通過(guò)少量項(xiàng)數(shù)即可較準(zhǔn)確的描述速度場(chǎng)。通過(guò)分析本征能量的大小，獲取了主要模態(tài)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)流場(chǎng)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分別對(duì)動(dòng)靜干涉引起的脈動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。獲得了液力變矩器流場(chǎng)分布的主要模態(tài)結(jié)構(gòu)和脈動(dòng)結(jié)構(gòu)，揭示了液力變矩器實(shí)際工作工程中的流場(chǎng)變化分布規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1241803