液力偶合器部分充液两相流动数值模拟与分析

论文摘要

为了掌握液力偶合器部分充液状态下内部的流动情况,本文利用流体分析软件对液力偶合器模型内部的两相三维紊流流场进行数值模拟计算,根据计算结果对内流场的速度与压力分布进行详细的分析。对液力偶合器进行不同充液率下的外特性实验,将实验结果与数值计算结果进行对比分析。全文的主要研究内容有以下几个方面:(1)探讨了两相流动的特点和目前气液两相流动研究中使用的计数值模拟方法,给出了CFD中的几种两相流模型,并根据情况指出了本文采用的多相流模型。(2)建立合适的偶合器三维模型,根据偶合器实际工作的情况,提出一系列假设:①工作介质的密度和粘度为常数;②忽略温度影响;③偶合器所有构件为绝对刚体,在工作过程中没有变形;④忽略各叶轮之间的液流泄漏;⑤同一工况下,同一叶轮内的每个流道的流场特性相同。(3)利用流体分析软件的网格生成工具生成流道的计算网格模型,在此基础上对CFD中提供的求解器、湍流模型、速度——压力耦合算法和离散格式进行了对比分析,选择了适合本文的模型和算法。(4)设置边界条件,对n B=600r/min和n B=3000r/min两种转速下进行数值模拟计算,根据数值模拟的结果,对偶合器不同充液率下的速度和压力场进行分析,并基于三维流场数值解计算其原始特性。(5)进行液力偶合器的外特性实验,测试偶合器在不同充液率时的外特性参数,验证数值模拟计算的精度和正确性。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外液力偶合器的研究与应用现状
• 1.3 气液两相流模拟的研究进展
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 气液两相流动模型
• 2.1 两相流动的定义及基本特征
• 2.1.1 两相流的定义
• 2.1.2 两相流的特点
• 2.2 多相流研究的方法
• 2.2.1 两相流数值模拟的方法
• 2.2.2 CFD 中的多相流模型
• 2.2.3 多相流模型的选择
• 2.3 两相流动的基本控制方程
• 2.3.1 连续性方程
• 2.3.2 动量方程
• 2.3.3 湍流模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 液力偶合器流场数值模拟
• 3.1 三维实体模型的建立
• 3.2 流道几何模型的建立
• 3.2.1 分析中的基本假设
• 3.2.2 几何模型的建立
• 3.3 流道网格模型的建立
• 3.4 流场的数值计算
• 3.4.1 整体计算步骤
• 3.4.2 计算模型和算法的选择
• 3.4.3 边界条件的选择
• 3.4.4 收敛准则的设置
• 3.5 本章小结
• 第4章 液力偶合器部分充液内流场的分析
• 4.1 内流场分析概述
• 4.2 制动工况的内流场分析
• 4.2.1 泵轮内流场分析
• 4.2.2 涡轮内流场分析
• 4.2.3 整体流场分析
• 4.3 牵引工况的内流场分析
• 4.3.1 泵轮内流场分析
• 4.3.2 涡轮内流场分析
• 4.3.3 整体流场分析
• 4.4 不同工况下流场的对比分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 液力偶合器特性预测
• 5.1 液力偶合器特性参数
• 5.2 液力偶合器特性预测的方法
• 5.2.1 损失模型法
• 5.2.2 数值方法
• 5.3 不同充液率下原始特性的计算
• 5.4 本章小结
• 第6章 液力偶合器部分充液实验研究
• 6.1 实验台简述
• 6.1.1 实验的目的
• 6.1.2 实验测试的内容
• 6.1.3 液力传动实验台组成
• 6.2 实验方法与实验结果
• 6.2.1 实验方法
• 6.2.2 实验结果
• 6.3 实验结果与数值计算结果对比分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 全文总结
• 7.1 研究结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师及作者简介