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车辆液力减速器三维流场分析与特性计算

作　者: 李雪松
导　师: 马文星
学　校: 吉林大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 液力减速器数值模拟 CFD 特性计算
分类号: U463.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 230次
引　用: 17次
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内容摘要

本文结合国家自然科学基金“液力变矩器现代设计理论研究”和吉林大学创新基金“液力传动元件三维设计理论与方法研究”,利用CFD软件FLUENT对液力减速器模型的内部流场进行了数值计算,并对结果进行了分析。以此为基础计算了液力减速器的制动转矩,并与实验结果进行对比分析。全文的主要内容有以下几方面:(1)根据液力减速器的实际工作状况,提出一系列假设:①假设工作介质的密度和粘度为常数;②忽略温度影响;③假设工作腔内充满油液;④假设泵轮匀速旋转;⑤忽略各叶轮之间的液流泄漏;⑥同一工况下,同一叶轮内的每个流道的流场特性相同。(2)对所要分析的液力减速器建立三维模型。利用流体分析软件FLUENT的网格生成工具Gambit生成流道的计算网格模型,在此基础上对FLUENT中提供的湍流模型、速度-压力耦合算法和离散格式分别进行了介绍并且对比分析,从中选出适合本算例的模型和算法。(3)设定边界条件:对于计算区域内的叶片表面、外环、后壁和下壁设置成壁面边界条件;对泵轮和涡轮的交接面即进出口面采用了滑动网格理论;流道分割面设置为周期边界条件。(4)利用选择好的模型和算法对nB=3000r/min和nB=2000r/min两种转速下的速度和压力场进行对比分析,计算制动转矩并与实验结果进行对比分析。

全文目录

第一章绪论  8-18
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 液力减速器概述  9-16
    1.2.1 工作原理及特点  9-12
    1.2.2 车辆液力减速器的分类  12-15
    1.2.3 液力减速器的发展趋势  15-16
  1.3 研究的目的和意义  16-17
  1.4 本文研究的内容  17-18
第二章基本控制方程  18-36
  2.1 基本方程  18-22
    2.1.1 连续性方程  18-19
    2.1.2 N-S 方程(纳维-斯托克斯方程)  19-22
  2.2 湍流模型  22-28
    2.2.1 湍流的数值模拟方法  22-24
    2.2.2 雷诺时均方程  24-26
    2.2.3 湍流粘性系数法  26-27
    2.2.4 k? ε两方程模型  27-28
  2.3 控制方程的统一计算形式  28-29
  2.4 数值计算方法  29-35
    2.4.1 常用数值计算方法  29-33
    2.4.2 速度-压力耦合算法  33-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章液力减速器内流场计算模型  36-49
  3.1 流场计算模型  36-37
    3.1.1 计算分析中的约定  36-37
    3.1.2 计算中的基本假设  37
  3.2 几何模型  37-40
    3.2.1 流道的空间几何模型  37-38
    3.2.2 流道的网格模型  38-40
  3.3 计算模型和算法选择  40-43
    3.3.1 求解器的选择  40-41
    3.3.2 湍流模型的选择  41
    3.3.3 速度-压力耦合算法的选择  41-42
    3.3.4 离散格式的选择  42-43
  3.4 流场的数值计算  43-47
    3.4.1 计算条件  43-46
    3.4.2 收敛准则  46-47
    3.4.3 计算步骤  47
  3.5 本章小结  47-49
第四章液力减速器内部流场分析  49-65
  4.1 泵轮内流场分析  49-54
    4.1.1 泵轮流道叶片分析  49-51
    4.1.2 泵轮流道内径向剖面的流场特性  51-52
    4.1.3 泵轮流道内轴面剖面的流场特性  52-54
  4.2 涡轮内流场分析  54-59
    4.2.1 涡轮流道叶片分析  54-56
    4.2.2 涡轮流道内径向剖面的流场特性  56-57
    4.2.3 涡轮流道内轴面剖面的流场特性  57-59
  4.3 整体流场分析  59-63
    4.3.1 interface 的流场特性  59-61
    4.3.2 与叶片垂直的轴向剖面流场特性  61-63
  4.4 本章小结  63-65
第五章制动转矩特性计算  65-73
  5.1 叶轮转矩方程  65-67
  5.2 数值模拟的特性计算  67-71
  5.3 实验与计算对比  71-72
  5.4 本章小结  72-73
第六章全文总结  73-75
  6.1 研究结论  73-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-79
摘要  79-81
ABSTRACT  81-83
致谢  83-84
导师简介  84

车辆液力减速器三维流场分析与特性计算

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