【摘要】： 本文的研究為“車輛傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目”中的一部分,以D375型液力減速器為研究對(duì)象,基于三維流場(chǎng)理論,借助于UG、FLUENT等軟件,對(duì)液力減速器的內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算,獲得了特性曲線,同時(shí)將計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了比較。本課題研究的目的和意義就在于,利用CFD技術(shù)研究液力減速器內(nèi)部的流動(dòng)及規(guī)律,有助于指導(dǎo)液力減速器的設(shè)計(jì),提高液力減速器的性能,同時(shí)對(duì)擁有自主研制開發(fā)生產(chǎn)液力減速器有一定的幫助,對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重大的意義。 本文首先介紹了課題研究的背景,液力減速器在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況和流場(chǎng)理論的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了常用的CFD軟件,并選擇FLUENT對(duì)本課題進(jìn)行研究,然后對(duì)液力減速器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了闡述,最后提出了主要研究的內(nèi)容。分析了液力減速器內(nèi)流場(chǎng)仿真所涉及到的計(jì)算流體力學(xué)基本理論。詳細(xì)介紹了常用的離散格式和網(wǎng)格的生成技術(shù),分析了常用的湍流模型,湍流流動(dòng)的近壁處理方法和流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的算法。 根據(jù)所做的假設(shè),采用UG抽取液力減速器的流道模型,為了提高計(jì)算精度,采用映射法劃分六面體網(wǎng)格,選擇分離求解器隱式格式進(jìn)行求解,使用絕對(duì)速度方程,湍流模型選擇Realizablek-ε模型,同時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù);離散格式采用一階迎風(fēng)格式,壓力—速度耦合選用SIMPLE算法,在相應(yīng)的位置設(shè)置壁面邊界條件、滑移網(wǎng)格邊界條件。計(jì)算收斂后,對(duì)某工況下內(nèi)流場(chǎng)的速度、壓力分布進(jìn)行了詳細(xì)的分析。分析了液力減速器三維流動(dòng)分析中的轉(zhuǎn)矩計(jì)算,并將三維計(jì)算值與一維束流理論值以及試驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行了比較,證明了三維計(jì)算的準(zhǔn)確性,對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上探討了基于CFD技術(shù)的液力減速器設(shè)計(jì)方法。 本文的研究對(duì)液力減速器內(nèi)部流動(dòng)特性有了更加清楚的認(rèn)識(shí),對(duì)提高液力減速器自主研發(fā)有一定幫助,為建立基于CFD技術(shù)的新設(shè)計(jì)方法提供了思路,為下一步的研究指明了研究方向。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.46
【圖文】：

粘性底層1過(guò)渡層}對(duì)數(shù)律層夕+=5夕+=60圖2一2近壁區(qū)示意圖iny+2.3.2近壁區(qū)流動(dòng)處理方法標(biāo)準(zhǔn)k一:模型、RNGk一;模型和Realizablek一:模型均僅適用于湍流充分發(fā)展的區(qū)域，對(duì)近壁面區(qū)，由于湍應(yīng)力幾乎不起作用，流動(dòng)幾乎是層流，不能用k一:模型求解，目前主要有兩種方法進(jìn)行處理，一是不直接對(duì)粘性影響比較明顯的區(qū)域(粘性底層和過(guò)渡層)進(jìn)行求解，而是用一組半經(jīng)驗(yàn)的公式(即壁面函數(shù))將壁面上的物理量與湍流核心區(qū)內(nèi)的相應(yīng)物理量聯(lián)系起來(lái)，這就是壁面函數(shù)法柳 allFunction)。另一種是采用低雷諾數(shù)模型來(lái)求解粘性影響比較明顯的區(qū)域，這就要求壁面區(qū)劃分比較細(xì)密的網(wǎng)格，越靠近壁面，網(wǎng)格越細(xì)。對(duì)于大多數(shù)高雷諾數(shù)的流動(dòng)，壁面函數(shù)法能充分節(jié)省計(jì)算資源，因?yàn)樵诮诿嬲承粤τ绊憛^(qū)域，由于變量的變化太快，不需要求解，在劃分網(wǎng)格時(shí)，不需要在壁面區(qū)加密

泵輪葉片數(shù)為20，渦輪葉片數(shù)為24，葉片厚度均為3mm，葉片前傾30度，由于泵輪葉片形狀不一、流道為曲面等復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，采用通用建模軟件UG來(lái)建立初始的幾何模型，如圖3一2所示。(a)偽)(e)圖3一2液力減速器實(shí)體模型(其中(a)為渦輪，偽)為泵輪，(c)為殼體)建立幾何模型后還必須進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化處理后，才能進(jìn)行網(wǎng)格劃分。模型中由于泵輪20片葉片中有10片是直葉片，另外10片為曲面葉片，且相互間隔分布，故不能使用周期性取一個(gè)流道計(jì)算，可以取泵輪兩個(gè)流道和渦輪的一個(gè)流道來(lái)做周期計(jì)算，本文為更形象真實(shí)，采用取出所有流道的方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。為了劃分網(wǎng)格的方便

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的流道模型如圖3一3所示。圖3一3泵輪與渦輪周期流道圖在抽取的流道模型中，泵輪和渦輪的接觸面必須在同一個(gè)平面上，以保證工作介質(zhì)在流道中的連續(xù)性。3.2.3網(wǎng)格模型的生成網(wǎng)格是CFD模型的幾何表達(dá)形式，也是模擬和分析的載體。計(jì)算網(wǎng)格的劃分是數(shù)值模擬中最為耗時(shí)的部分，同時(shí)網(wǎng)格的質(zhì)量對(duì)計(jì)算精度和穩(wěn)定性有很大影響，較差的網(wǎng)格質(zhì)量會(huì)影響計(jì)算的精度，甚至導(dǎo)致計(jì)算的發(fā)散。網(wǎng)格可分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩大類，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 (StructuredGrid)中節(jié)點(diǎn)排列有序、鄰點(diǎn)間關(guān)系明確，對(duì)于復(fù)雜的幾何區(qū)域，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格是分塊構(gòu)造的，這就形成了塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格(Block一s加 cturedGrid)，如圖所示，圖3一為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、圖3一為塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。 rrrrr下下下下「「「「月月日日:::二 二七七七七忙忙忙忙訓(xùn)訓(xùn)日日仁 仁仁仁 rrrrrrrrr日日口口口口口口口口口口 口 }}}}}口 口口 口口口口口口 口口口口口口口口口口馨 馨門 門門門門門門 門口口口口口口口口口 口口 口口口口口曰 曰口口口口口口口口口 口 口 口 口 口「「「「「「「口口日日 日口 口口口曰曰曰 曰門門門日日門門門門口口 口門 門門門門門門 門門門門門門門門門門 門口 口門門門門門 門口口口口口口口口口 口口 口口口口口口 口、 、 、、、.一戶

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 時(shí)軍,過(guò)學(xué)迅;車用液力減速制動(dòng)器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];車輛與動(dòng)力技術(shù);2001年04期

2 王峰;閻清東;喬建剛;;液力減速器制動(dòng)性能的計(jì)算方法[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2006年05期

3 袁建平,袁壽其,何志霞,黃良勇,劉厚林;離心泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試研究進(jìn)展[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2004年04期

4 魯毅飛,顏和順,項(xiàng)昌樂(lè),閆清東;車用液力減速器制動(dòng)性能的計(jì)算方法[J];汽車工程;2003年02期

5 過(guò)學(xué)迅,時(shí)軍;車輛液力減速制動(dòng)器設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究[J];汽車工程;2003年03期

6 王峰;閆清東;馬越;王書靈;;基于CFD技術(shù)的液力減速器性能預(yù)測(cè)研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年06期

7 常思勤;三維流動(dòng)數(shù)值模擬中網(wǎng)格劃分方法的研究[J];武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

8 楊凱華,閻清東;車輛液力減速器仿真計(jì)算研究[J];液壓與氣動(dòng);2002年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李雪松;車輛液力減速器三維流場(chǎng)分析與特性計(jì)算[D];吉林大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2804185