液力变矩器内流场分析的CFD模型研究.pdf

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1、机械工程师酗匿0鹣盎鬻i0盎l一匿慕Si鞠蘸妥鞲液力变矩器内流场分析的CFD模型研究彭桂枝(江阴职业技术学院机电工程系，江苏江阴214405)摘要：以液力变矩嚣为研究对象，针对液力变矩器内流场分析中的两种仿真计算模型进行对比分析，研究得知：两种模型计算得到的液力变矩器整体性能与试验均吻合较好，而采用模型A计算得到的变矩比和效率略高于采用模型B。此外．通过对内流场速度、压力场的分析研究造成不同模型仿真差异的原因，并研究流场细节对总体性能和流场损失的影响。关键词：液力变矩器；流场仿真分析；模型对比；速度场中图分类号：U46

2、3文献标志码：A文章编号：1002—2333(2017)09—0080—03ResearchonCFDModelforFlowFieIdAnalysisinHydraulicTorqueConVerterPENGGuizhi(DepartmentofElectricalandMechanicalEngineerin＆JiangyinPolytechniccoUege，Jiangyin214405，china)Abstract：Inthispaper，thetorqueconverterisusedastheresear

3、chobject．Thetwosimulationmodelsinthenowfieldanalysisofthetorqueconverterarecomparedandanalyzed．Theresultsshowthatthetorqueconverterperfbrmancecalculationresultsareingoodagreementwiththeexperimentalresults．However，themodulusratioandemciencycalculatedbymodelAaresl

4、ightIyhigherthanthoseofmodelB．ByanalyzingtheinternalnowfieldVelocityandpressure“eld，theeausesofthediff色rencesoftwosimulationmodelsarestudied．TheinnueuceofnowfielddetailontheoverallperfbrmanceandflowfieldIossisstudied．Keywords：hydraulictorqueconverter；Ⅱowfieldsim

5、ulationanalysjs；modelcomparison；velocityfield0引言液力变矩器的分析、设计以及优化方法大多是基于液力变矩器内部真实三维流场分析的结果，国内在液力变矩器内流场仿真方面已经进行了许多的研究，并取得了一些成果㈣，在相关文献中发现液力变矩器流道划分有两种不同的方法，即有两种不同的液力变矩器计算模型。然而没有见到关于两种计算模型的选取标准和计算效果的详细说明。因此，本文对两种不同计算模型进行对比，仿真研究液力变矩器的内流场，讨论这两种不同模型对计算得到的整体性能和流场细节的影响。1仿真

6、模型的建立由于液力变矩器几何构造以及流动状况的复杂性，直接进行仿真分析的难度比较大。因而对其作如下的假设与简化：1)相对于每个旋转参考坐标系，流道内的流场处于稳定状态。因此流场参数相对于时间独立。2)从一个流道到另外一个流道的流动是周期出现的(圆周对称)。因此只有一个叶片包含在液力变矩器每个叶轮的模型里面。3)流体有着定常的物理属性(密度和黏度)而且是不可压缩的；仿真过程中没有热传递，流体是常温的。4)液力变矩器中不存在气化现象；在液力变矩器内部不存在泄漏现象。5)冷却液小于总质量流率的0．2％可以忽略；锁止离合器附近

7、的流场不包括在cFD模型中；忽略了一些小的几何结构的细节；模型中的所有表面是光滑的。基于上述假设的基础之上，可以将整个液力变矩器的流场模拟简化为单个流道的计算模型。对于单流道计算模型，有两种不同的流道划分方法，如图1所示。第一种方法采用在有叶片区域直接选取叶片间流道，无叶片区则从叶片前后缘相应延伸并保持边界的周期对称，由此构成的计算区域即图1中面A、B之间的部分。第二种在接近相邻叶片间中间位置处分割流道，由两个周期对称的面切割而成的流道空间将叶片区域完整地包含在内，如图1中面C、D之间的部分。本文以某名义直径为西250

8、mm的新型轿车用液力变矩器为研究对象，根据上述两种方法得到的流道模型分别称为模型A、模型B，如图2(a)与图2(b)所示。为了对模型A与模型B进行对比分析，本文采用非结构化的网格对两个模型进行网格划分，并且网格的数量大致相当。2仿真结果的分析2．J不同模型的结果对比图3是采用两种不同计算模型得到的仿真结果与试验结果的比较情况。从图