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.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals，NO．3．2011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王欢吴光强(1．同济大学汽车学院，上海201804；2．东京大学生产技术研究所，东京153—8505)摘要：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

2、模型是进行液力变矩器内流场分析的有效方法。关键词：液力变矩器；多参考坐标系；混合面；稳态内流场中图分类号：rH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)03—0027—04TheApplicationofMultipleReferenceFrameModelonAnalysisofTorqueConverterSteadyFlowFieldWANGHuanWUGuang-qiang‘。(1．AutomotiveSchool，TongjiUniversity，Shanghai201804，China；2．InstituteofIndus

3、trialScience，theUniversityofTokyo，Tokyo153—8505，Japan)Abstract：MultipleReferenceFrame(MRF)modelandmixingplanemodelarebothclassicapproachestosolvemultiplerotatingzonescoupling，thesetwomodelsareanalyzedbytheoreticalandsimulationwhentoresearchtorqueconvertersteadyinternalflowfield．

4、Comparisonbetweentestdataandsimulationresultshowsthatthenumericalsimulationsatisfiestheactualresultwell，andresidualconvergedwel1．Accordingtoflowfieldanalysis，Comparetomixingplanemodel，MRFmodelisbettertosimulatetheinterfacebetweentwoadjacentzones，andgoodfortorqueconverterinternal

5、flowfieldanalysis．KeyWord：torqueconverter；multiplereferenceframe；mixingplane；steadyinternalflowfieldU引舌轮流道以及2个导轮流道来构造计算区域，在各叶轮的交界面上采用的是MRF模型加以处理。虽然截取部液力变矩器是一种包含了离心泵轮、向心涡轮、轴分流道以使得交界面的接触面积接近相等．但是由于流式导轮的透平机械，各叶轮旋转速度不同、内部空间液力变矩器三个叶轮的叶片数是互质的，截取部分流扭曲且流动是复杂的湍流，这使得其内流场分析的难道就意味着会造成计算的质量流

6、量与实际的流量有一度较大。定的偏差。GiwooKim嘲采用MRF模型在交界面进行处液力变矩器稳态内流场分析的一个难点是多旋转理，分析的结果表明MRF模型的优势是可以单独划分(静止)区域耦合，解决这一问题的主要方法有：多参考三个叶轮网格。坐标系(MultipleReferenceFrame，MRF)模型、混合面本文通过理论和仿真对比分析了混合面模型和(mixingplanes)模型。国内以往的稳态内流场研究主MRF模型的特点．进一步探讨了MRF模型在液力变矩要采用的是混合面模型Il_]；在国外亦出现了少量的采器稳态内流场分析中的应用价值。用MRF模型的文

7、献，ChinwonLee[41采用3个泵轮、涡1MRF模型与混合面模型的对比收稿日期：2010—07—151．1MFIF模型作者简介：王欢(1981一)，男，博士研究生，同济大学汽车学院车辆工程专MRF模型是处理多个不同转速(速度)旋转(平动)业在读．主要从事液力传动方向的研究。液压气动与密封，2011年第3期区域的稳态方法。在每个移动区域采用移动参考坐标系中心P位于旋转坐标系1，它临近的单元J7、r位于旋转方程单独求解，如果区域是固定的，则采用固定坐标系坐标系2，单元Ⅳ的速度需要转化到控制体积中心P方程求解。在临近的两个区域交界面(interface

8、)上使用所在的旋转坐标系。在两个不同的坐标系转化的速度一个局域参考坐标系来实现从一个临近区域的