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.     

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。     

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。     

D8液力变矩器的改型设计

为改进现有D8液力机械变矩器与推土机匹配不太理想,文中对变矩器与推土机的匹配作了计算与分析,并提出改进方案。作者采用相似设计并结合三维叶片设计、三维流场性能预测等方法对变矩器进行改型设计,改型后的变矩器与发动机的匹配效果非常理想,发动机的最大功率得到了有效的发挥。     

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。     

基于三维流场数值分析的液力变矩器轴向力研究

为了提高液力变矩器结构设计的可靠性,作者采用多叶排定常耦合算法对变矩器进行三维流场分析。计算结果表明,三维流场分析具有较高的可靠性和计算精度,计算精度较传统的一元束流理论有较大提高。轴向力的计算结果可以作为轴承选型的重要依据。     

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。     

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CFD的液力变矩器内部流场分布特征研究

为提升液力变矩器性能,需要进一步研究液力变矩器内部流动,获取流动特征规律。针对某型液力变矩器进行不同速比下内部流场的CFD数值模拟,并分析其流动现象,得出该变矩器内流场中流动状态的速度、漩涡的分布规律。结果表明,流体的相对速度随速比升高有下降趋势,漩涡结构随速比增大而增大。相同速比下,不同叶轮中、不同弦面的流体出现不同类型二次流。通过CFD研究发现二次流主要出现在泵轮和导轮中,其中叶轮进出口处漩涡湍动能较高,能量损失较大。流场分布规律研究可以指导液力变矩器设计,使流场分布合理并且减少二次流等现象,对提高液力变矩器的效率有重要意义。     

液力变矩器叶栅系统的三维建模

液力变矩器要求具有良好的动力性和经济性,叶栅系统的设计是液力变矩器设计的关键,直接影响液力变矩器的性能。探讨了液力变矩器叶片三维建模方法,提出了建模方法的基本设计流程。以投影于多圆柱面的等角射影原理为基础,建立了液力变矩器叶栅系统的数学模型。通过求解流线上各分点的坐标,确定叶片在剖分面上的形状,利用直纹面将其连接,从而直接生成叶片形状。这种模型为液力变矩器叶栅系统的设计制造提供了方便,可用于三维流场的数值分析和叶片的快速成型。     

液力变矩器的叶片设计与研究

液力变矩器具有良好的动力性和经济性,广泛应用于叶片的设计中,是液力变矩器设计的关键,直接影响液力变矩器的性能.叶片设计采用的方法有三种：基形设计、统计设计及基于流场理论设计.前两种都是根据现有的液力变矩器进行改进设计,而基于流场理论的设计对于叶片理论方面的发展具有重要意义.文中基于MATLAB几何方式推导循环圆及流线方程,并据此对叶片进行设计研究.     

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。     

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。     

基于浇铸工艺优化和三维流场分析的液力变矩器改型设计

为提高液力变矩器叶轮的生产质量和生产效率,作者首先对现有的叶轮浇铸方法进行了研究,并提出采用整芯造型法替代原有的拼芯造型,以优化浇铸工艺.由于现有叶轮的弯曲叶片不能满足整芯工艺要求,作者结合三维叶栅设计和三维流场分析对变矩器进行改型设计.变矩器的对比性能试验结果显示,改型后的变矩器性能优良,满足设计要求.     

基于三维瞬态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,利用UG建立某型液力变矩器叶栅系统全流道模型。借助滑动网格技术,采用Fluent软件对液力变矩器内流场进行三维瞬态数值模拟,并与原结构的试验结果对比,验证了该方法的合理性。在此基础上,根据性能要求对原有变矩器作改型设计,改进了涡轮进口角和出口角等关键参数。结果表明,改型后的液力变矩器具有更加合理的内流场分布和更高的效率,改型设计效果良好。     

基于Fluent液力变矩器的外特性数值分析

为了分析液力变矩器的流场特性,对YJ系列某型液力变矩器进行建模和数值模拟。模型采用单叶排单流道的几何模型和多叶排全流道的几何模型,将仿真得出的2组数据和实测力矩数据进行对比,结果表明,应用多叶排全流道的几何模型具有较高的准确性和可靠性。     

SYSTEM FOR TORQUE CONVERTER DESIGN AND ANALYSIS BASED ON CAD/CFD INTEGRATED PLATFORM

A 3D torque converter design system is developed based on numerical investigation into flow field and CAD technology. The 3D steady-state flow field simulation is undertaken by using time averaged Reynolds equation and k-epsilon turbulence model, with mixing-plane boundary conditions at three section interfaces. The blades are designed according to the flow field characteristics by using a reverse design method in the system. The accurateness of numerical analysis and the validity of design system are verified by the fluid field experiment of desingn example of the torque converter. This kind of design and analysis system for torque converter based on integration of comput ationol fluid dynamics （CFD） and CAD is a powerful tool for torque converter manufacturing, but also a prettg important significance for research and development.     

基于Pro／E的液力变矩器叶片设计

液力变矩器是汽车自动变速器的核心部件之一,而液力变矩器设计的关键则是其叶片的设计。对液力变矩器叶片的三维设计方法进行了研究,以Pro/E为设计平台,针对不同型式的叶片采用不同的设计方法,实现了对叶片的三维实体设计。与传统的二维平面设计相比,该设计方法更简便和直观,并可进一步用于叶形优化设计和对叶片曲面进行流体分析;同时,提高了液力变矩器设计的效率,缩短了其研发的时间。