变工况轴向柱塞泵配流流场湍流模型选择及修正

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目变工况轴向柱塞泵配流流场湍流模型选择及修正作者姓名哈良学科专业机械电子工程指导教师孔祥东教授权凌霄副教授2015年5月中图分类号：TH137学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文变工况轴向柱塞泵配流流场湍流模型选择及修正硕士研究生：哈良导师：孔祥东教授权凌霄副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngin

2、eeringSELECTIONANDCORRECTIONOFTHETURBULENCEMODELREAPPLIEDTOTHEPORTPLATEFLOWFIELDOFTHEAXIALPLUNGERPUMPWITHDIFFERENTCONDITIONSbyHaLiangSupervisor:ProfessorKongXiangdongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《变工况轴向柱塞泵配流流场湍流模型选择及修正》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位

3、期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《变工况轴向柱塞泵配流流场湍流模型选择及修正》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被

4、查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要近年来，轴向柱塞泵的发展迅速，在很多领域中得到了广泛的应用。作为液压系统中重要的动力元件，轴向柱塞泵对整个液压系统的性能有着重要的影响，因此，对于轴向柱塞泵的研究也得到了国内外很多学者的关注。轴向柱塞泵的配流过程内部流体流动状态十分复杂，而轴向柱塞泵内流动形式对于泵的性能有着重要的影响，因此轴向柱塞

5、泵配流流场一直是人们研究的热点。随着计算流体动力学的飞速发展，使用数值模拟的方法对轴向柱塞泵配流流场进行研究，以计算的结果为依据对泵结构进行优化，成为提高轴向柱塞泵性能的重要手段。数值模拟不仅可以大大的节省试验的成本，还能够清楚的展现出流场中局部的流动细节。因此，不管是理论分析，还是工程应用，数值模拟都发挥着重要的作用。在数值模拟中计算模型的选取对计算结果的准确性有着重要的影响，但是轴向柱塞泵内流体流动状态复杂，并没有一个通用的计算模型可以适用所有工况，针对不同的工况，计算模型的适用性也不相同。因此，本文主要针对轴向柱塞泵配流流场进行

6、研究，在不同工况下对流场分析用湍流模型进行选择和优化，以提高轴向柱塞泵配流流场数值计算精度。本文首先对数值计算中常用模型的特点和应用范围进行介绍，以某型号轴向柱塞泵为研究对象，应用相似理论建立单柱塞-配流盘结构的数值分析模型，结合轴向柱塞泵不同工况设定试验系统的流量，对比不同湍流模型的计算结果；建立单柱塞-配流盘结构的PIV试验模型，得到流场的试验结果。将数值计算结果与试验结果进行对比，以流场的涡系结构、速度分布特性及系统的流量、压力特性为依据，对各个模型的适用性进行比较。通过研究得出，在小的流量时，层流计算模型的计算精度较高；而在大

7、流量时，标准k模型和RNGk模型的计算精度较高；为了进一步提高数值计算的精度，对应用更为广泛的标准k模型的系数进行修正，结果表明，通过修正标准k模型的模型系数，可以进一步提高计算精度。关键词：轴向柱塞泵；计算流体动力学；PIV试验；湍流模型；模型参数修正-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears，theaxialplungerpumphasdevelopedrapidlyandithasbeenwidelyusedinmanyfields.Asanimportantpowerunitsin

8、hydraulicsystem,Axialplungerpumphasimportantainfluenceontheperformanceofthewholehydraulicsystem.Therefore,many