本文關(guān)鍵詞：基于貝塞爾三次曲線液力變矩器葉輪葉型參數(shù)化與優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液力變矩器自從被發(fā)明以來因其特有的變矩特性而被廣泛使用,但是在現(xiàn)實工作中仍存在效率低,高效區(qū)范圍小的缺陷,使它的使用范圍受到嚴(yán)重限制。因此,提高液力變矩器的工作效率,增加高效區(qū)范圍,對增強液力變矩器的經(jīng)濟適用性有著非常重要的意義。本文采用國內(nèi)較早掌握的LB46型導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器作為研究對象,以渦輪葉片葉型作為設(shè)計對象,以液力變矩器設(shè)計工況下的效率作為優(yōu)化目標(biāo)。通過Workbench將參數(shù)化模型、自動劃分的高質(zhì)量網(wǎng)格、流體仿真進行集成,設(shè)計出全新渦輪葉型,使液力變矩器的經(jīng)濟適用性得到明顯提升。并且優(yōu)化流程對其他旋轉(zhuǎn)機械的優(yōu)化具有一定的參考價值。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個部分:(1)介紹液力變矩器的使用背景和研究意義,對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行介紹。(2)對LB46型液力變矩器全流道采用通過Turbogrid劃分的具有極強通用性的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進行數(shù)值計算。將其仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行比較,驗證數(shù)值計算方法的正確性和網(wǎng)格可用性。在分析模型的內(nèi)流場分布,發(fā)現(xiàn)欲提高液力變矩器的輸出效率可選擇提高葉輪所承受的載荷以及改善脫流等現(xiàn)象兩種方式。(3)對LB46型液力變矩器渦輪葉型采用貝塞爾三次曲線參數(shù)化方法進行集成。對擬合后的模型針對不同工況下進行數(shù)值仿真。通過與仿真結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)效率η、變矩系數(shù)K、泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)B?的最大擬合誤差分別為為1.3%、4.1%、3.13%。證明了該擬合方法的可行性,參數(shù)化模型可用于渦輪葉型優(yōu)化。(4)基于有限元軟件平臺Workbench連接參數(shù)化建模、網(wǎng)格自動劃分、流體數(shù)值計算,采用多目標(biāo)遺傳算法對渦輪葉型三次貝塞爾曲線的形狀控制參數(shù)進行優(yōu)化,獲得設(shè)計工況下效率提高3.84%的渦輪葉型。對比優(yōu)化前后的原始特性,發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后葉型能將高效區(qū)增加5.86%。通過分析內(nèi)流場分布,發(fā)現(xiàn)渦輪力矩增加主要是渦輪所承受的載荷增加,也可發(fā)現(xiàn)脫流等現(xiàn)象并沒有得到有效改善。
【關(guān)鍵詞】：LB46型液力變矩器 數(shù)值計算 參數(shù)化 葉型優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH137.332
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景8-9
• 1.2 液力變矩器的研發(fā)流程及理論發(fā)展9-11
• 1.2.1 研發(fā)流程發(fā)展9-10
• 1.2.2 理論研究發(fā)展10-11
• 1.3 液力變矩器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題的研究意義及主要內(nèi)容13-16
• 1.4.1 課題的研究意義13-14
• 1.4.2 課題的研究內(nèi)容14-16
• 2 LB46型液力變矩器內(nèi)流場數(shù)值模擬16-36
• 2.1 引言16
• 2.2 液力變矩器簡介16-19
• 2.2.1 液力變矩器工作原理16-17
• 2.2.2 液力變矩器的工作特性17-19
• 2.3 LB46型液力變矩器模型及數(shù)值模擬參數(shù)19-27
• 2.3.1 內(nèi)流場三維模型19-20
• 2.3.2 計算模型選擇20-22
• 2.3.3 邊界條件設(shè)置22-23
• 2.3.4 湍流模型選擇23-24
• 2.3.5 求解條件設(shè)置24
• 2.3.6 內(nèi)流場網(wǎng)格劃分24-27
• 2.4 LB46型液力變矩器數(shù)值計算結(jié)果分析27-35
• 2.4.1 泵、渦輪轉(zhuǎn)矩分析27-28
• 2.4.2 原始特性分析28-29
• 2.4.3 泵、渦輪壓力和載荷分析29-32
• 2.4.4 泵、渦輪速度場分析32-34
• 2.4.5 導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩分析34-35
• 2.5 本文數(shù)值計算方法的優(yōu)點35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3 LB46型液力變矩器渦輪葉型參數(shù)化集成36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 貝塞爾曲線簡介36-38
• 3.2.1 貝塞爾曲線發(fā)展36-37
• 3.2.2 貝塞爾曲線性質(zhì)37-38
• 3.3 渦輪葉型型線的三次貝塞爾曲線參數(shù)化38-43
• 3.4 LB46渦輪葉片葉型參數(shù)化43-46
• 3.5 參數(shù)化結(jié)果分析46-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 4 LB46型液力變矩器渦輪葉型優(yōu)化50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 有限元軟件平臺workbench簡介50-52
• 4.3 基于Workbench的優(yōu)化流程52-53
• 4.4 LB46液力變矩器渦輪葉片優(yōu)化相關(guān)設(shè)置53-60
• 4.4.1 設(shè)計變量的選擇和參數(shù)數(shù)據(jù)無縫傳遞54-55
• 4.4.2 渦輪葉型優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的設(shè)置55
• 4.4.3 優(yōu)化模塊和算法的選擇55-57
• 4.4.4 優(yōu)化算法的設(shè)置57-59
• 4.4.5 優(yōu)化范圍和約束條件的設(shè)置59-60
• 4.5 優(yōu)化結(jié)果的獲取60-62
• 4.6 基于優(yōu)化結(jié)果的相關(guān)分析62-68
• 4.6.1 原始特性分析62-63
• 4.6.2 泵、渦輪壓力和葉輪載荷分析63-65
• 4.6.3 泵、渦輪速度分析65-67
• 4.6.4 導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩分析67-68
• 4.7 本章小結(jié)68-70
• 5 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 未來工作展望71-72
• 致謝72-74
• 參考文獻74-77

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