多参考坐标系模型在液力变矩器稳态内流场分析中的应用研究

以液力变矩器稳态内流场问题为对象,对处理多旋转区域耦合问题的两种典型方法,即多参考坐标系(MRF)模型和混合面模型进行理论研究,并对比采用两种模型后的仿真结果,流场分析的结果表明采用MRF模型时预测的液力变矩器性能与试验吻合的较好,残差收敛效果好;而且,MRF模型在交界面上的模拟比混合面模型更接近实际流场。因此,采用MRF模型是进行液力变矩器内流场分析的有效方法。     

液力变矩器三维瞬态流场分析

为实现液力变矩器在大型机械中的高效传动,需对变矩器瞬态流场特性进行分析研究。建立了液力变矩器各叶轮全流道模型,计算中压力速度耦合算法采用Coupled算法、空间离散格式为二阶上游迎风格式,湍流模型选为Realizable k-ε模型,利用多流动区域耦合算法中滑移网格法实现叶轮间流动参数的实时传递。整理计算结果,得到液力变矩器全流道瞬态特性曲线,分析变矩器的内流场可获得流场分布特性,为今后液力变矩器性能的改善和优化设计提供比较科学的依据。     

基于PumpLinx的液力变矩器三维内流场CFD数值仿真分析

应用Pump Linx对液力变矩器的内流场进行了CFD仿真计算,研究了不同网格模型对仿真计算精度的影响,完成了不同速比点的液力变矩器流体性能的仿真计算。将仿真计算结果与试验结果进行了对比分析,其结果表明,基于Pump Linx的液力变矩器CFD仿真计算可以有效地对液力变矩器性能进行预测。     

基于浸入实体法的双涡轮液力变矩器流场仿真

以双涡轮液力变矩器为研究对象,建立变矩器内流道流体域及叶片浸入实体域三维计算模型,采用浸入实体法模拟液力变矩器叶轮内流道油液运动状态,分析了液力变矩器油液压力及速度分布情况。基于变矩器三维流场分析结果计算其外特性,并与试验结果进行比较。结果表明:双涡轮液力变矩器泵轮及涡轮流道内均存在涡流和脱流,一级涡轮出口处出现射流现象;仿真结果与试验所得双涡轮液力变矩器外特性曲线吻合良好,为液力变矩器流场仿真分析提供计算思路。     

基于ANSYS-CFX的液力变矩器流场性能计算与试验研究

为缩短液力变矩器的设计周期,节省试制与试验成本,文中基于液力变矩器的基本原理和流场理论,用欧拉方程和伯努利方程对叶片内流场进行了理论分析,并借助三维流场仿真软件Ansys-CFX对某车用液力变矩器进行了性能计算。得出了不同速比下的效率、变矩比和公称力矩;为了验证该仿真计算的正确性,搭建了液力变矩器综合试验台,并进行了产品性能试验。结果表明:试验测得变矩比、效率值均略小于仿真值,其平均相对误差分别为3.1%和3.25%,而公称力矩稍大于仿真值。由此可见,基于三维流场的ANSYS-CFX仿真方法较全面地反映了液力变矩器内部真实的流场,为液力变矩器的设计提供了可靠的依据。     

液力变矩器导轮流场的数值分析

液力变矩器的流场分析是设计先进液力变矩变矩器的流场计算模型,利用计算流体动力学方法,模拟了液力变矩器导轮内流场,分析了导轮流场的特性,对导轮流场的速度和压力分布进行了研究,同时还对外特性进行了计算,并与实验结果相对照,验证了数值模拟的正确性.     

液力变矩器三维瞬态流场计算

液力变矩器内部流动为极其复杂的三维湍流流动,目前其计算多简化为稳态,稳态计算不能计算出瞬态特性,只有三维瞬态流动计算才能比较正确的预测流体的真实流动.在液力变矩器瞬态流场特性分析基础上,建立旋转坐标系下控制方程,采用数值模拟的方法对液力变矩器瞬态控制方程进行计算.计算中建立液力变矩器各叶轮全流道模型,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的实时传递.计算中综合考虑稳定性、准确性和经济性,压力速度耦合算法采用SIMPLE算法、空间离散格式为一阶上游迎风格式,湍流模型选为RNG -模型,实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算.深入分析液力变矩器瞬态流场数值解以更好了解瞬态流动特性,并分析其产生原因,以进行液力变矩器性能的改善和优化设计.基于变矩器流场瞬态计算得到其外部性能,与试验对比后发现误差较小,说明采用的瞬态流场数值计算方法是正确有效的.     

液力变矩器流场数值计算与特性预测

基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),对液力变矩器内流场进行数值计算。建立变矩器三维模型,采用有限体积法与SIMPLE算法,对其内部流场进行模拟,得到泵轮、涡轮与导轮的速度与压力分布。针对计算结果,对各工作流道的流场特性及生成原因进行分析,根据流场数值解对其进行性能预测。     

扁平化液力变矩器循环圆设计及液力性能分析

研究扁平率变化对液力变矩器液力性能的影响。采用基于椭圆的新型设计方法,设计4种扁平率互不相同的液力变矩器。通过CFD对内流场进行仿真,分析其压力场和速度场的变化,与原型进行对比,得出扁平率对液力变矩器液力性能的影响规律。发现随着扁平率的降低,液力变矩器整体液力性能呈下降趋势。     

基于极限学习机法的液力变矩器性能预测

为了解决一维束流理论性能预测精度低和三维流场仿真计算性能预测耗时长的问题,提出了一种基于极限学习机法的液力变矩器性能预测方法。首先,为了提高改型设计效率,构建了液力变矩器参数化流道模型,并进行了仿真和试验验证。其次,基于三维流场仿真计算和正交设计对选取的设计参数进行灵敏度分析,应用筛选出的关键设计参数建立性能预测试验样本。最后,基于极限学习机法分别构建液力变矩器失速泵轮转矩系数、失速变矩比和最大效率性能预测模型,并对性能预测精度进行评估。结果表明,构建的各性能预测模型均具有较高的性能预测精度,满足液力变矩器性能预测需求。该方法不仅为液力变矩器性能预测提供理论参考,而且为进一步性能优化设计提供了数学模型基础。     

液力变矩器气泡破裂运动分析

基于计算流体动力学对液力变矩器内流场进行了分析,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的传递,建立液力变矩器涡轮、泵轮、流道模型实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。对流场数据分析,核定出了气化高发部位,通过采用多相流模型植入流场一个气泡,数值研究了液力变矩器内气泡破碎机理和破裂高发区域。根据数值模拟和理论推定的气泡核化区、破碎区的气泡动力学行为特征可为液力变矩器的设计和改进工作提供参考意义。     

多叶排定常耦合算法的液力变矩器三维流场分析

为改进液力变矩器三维流场的数值模拟计算精度,深入分析了现阶段液力变矩器的流场分析方法,剖析产生误差的原因,并在此基础上提出采用多叶排定常耦合算法进行流场计算,同时对液力变矩器流场计算的模型进行了讨论、比较和选择。将流场计算预测出的变矩器性能与试验结果相对比,最大偏差不超过5%,表明采用多叶排定常耦合算法计算精度高,计算过程收敛性好。     

基于流固耦合的液力变矩器泵轮叶片结构强度分析研究

为更准确地研究液力变矩器叶片结构强度的仿真分析问题,借助ANSYSW orkbench的流固耦合平台,采用单向流固耦合(FSI)技术完成了液力变矩器泵轮叶片的结构强度分析;得到了液力变矩器结合流场分析和强度分析的方法,并分析了在流场影响下泵轮叶片的应力和应变情况,为液力变矩器的叶片强度优化设计提供准确的理论依据。     

基于整机效能匹配的液力变矩器性能评价

为了解决液力变矩器在整机复杂工况下的性能评价问题,提出了一种基于整机载荷特征的液力变矩器评价方法,即建立整机的数字化模型,以传动链效率提升作为目标来评价不同载荷工况下液力变矩器的性能.对比液力变矩器的模型解析结果和台架试验数据,验证了变矩器系统子模型的准确性.选取2种性能相近的变矩器作为评价对象,通过整机系统计算得到它们在典型工况下的输出情况和评价指标,仿真结果表明液力变矩器和整机合理匹配可以有效提高整机效率,对液力变矩器改型和设计有实际意义.     

基于整车行驶工况的液力变矩器工作模型仿真研究

在分析液力变矩器动力传递热平衡基础上,基于整车行驶工况建立液力变矩器的工作模型,并通过穷举法和黄金分割法对液力变矩器的工作模型进行仿真计算,通过实例计算,分析了两种计算方法,并得出可供整车热平衡开发的数据。     

基于CFD的双涡轮液力变矩器的改进研究

针对YJSW315双涡轮液力变矩器一级、二级涡轮进口流态较差等问题,利用CFD技术对其内部流场及其性能进行了数值计算分析,通过对泵轮叶片出口和一级涡轮数量和厚度的调整,得到了一种优化方案,提高了变矩器性能。改型后的变矩器的起动工况转矩比提高了0.357,两个涡轮都工作时的效率提高2%~4%。提出的研究方法和结论对液力变矩器的改进或研发具有一定的指导意义。     

基于内流场分析的液力变矩器改型设计

为了提高液力变矩器的外特性,使其与发动机匹配良好,利用CFD软件对液力变矩器内流场进行三元流场数值计算和分析,在此基础上根据性能要求对原有变矩器作改型设计,改进了叶型进出口角、骨线形状和厚度分布等参数,以期得到分布合理的内流场,从而使改型后的变矩器具有符合要求的更优的外特性。改型后的液力变矩器具有更高的效率和与发动机匹配更优的泵轮容量系数,试验结果与计算结果非常吻合,改型设计效果良好。     

车用液力变矩器混合流道CFD仿真方法

针对车用液力变矩器复杂动态过程中工作相位随时发生转换,不能及时判断相应流场结构的改变,难以对瞬时流场特性进行准确仿真的问题,基于传统变矩器CFD流道模型和导轮空转无叶片模型,建立了液力变矩器混合流道CFD仿真模型。该仿真模型可以自动识别变矩器变矩、偶合和功率反传等工作相位及其相位转换过程,并根据导轮是否空转自动选择相应流道模型。对某变矩器进行了一系列稳态通用特性和动态特性的仿真与试验研究,对比结果表明,液力变矩器混合流道CFD仿真方法对变矩器稳态和动态特性仿真精度较高,有效解决了变矩器复杂动态过程难以快速实时仿真的问题,具有一定的工程实际意义。     

液力弯矩器的动态特性和动力学模型研究

以三元件向心涡轮液力变矩器为研究对象，根据牛顿定律，建立了非稳定工况下的动力学模型和数学模型，根据液力变矩器的工作特点，得到2种简化的教学模型，据此进行仿真计算，进行了液力变矩器动态特性试验，得到了动态原始特性，仿真结果和试验结果对比表明，所建模型具有足够精度，通过对动态和静态原始特性对比分析，表明在一定的转速变化范围内，可用静态原始性代替动态原始特性。     

液力变矩器的动态特性和动力学模型研究

以三元件向心涡轮液力变矩器为研究对象 ,根据牛顿定律 ,建立了非稳定工况下的动力学模型和数学模型。根据液力变矩器的工作特点 ,得到 2种简化的数学模型 ,据此进行仿真计算。进行了液力变矩器动态特性试验 ,得到了动态原始特性。仿真结果和试验结果对比表明 ,所建模型具有足够精度 ,通过对动态和静态原始特性对比分析 ,表明在一定的转速变化范围内 ,可用静态原始特性代替动态原始特性。