液力变矩器涡轮高精度建模及流场分析

模型精度的高低是直接决定液力变矩器仿真结果的关键,通过对影响构建液力变矩器模型精度的各种类型因素进行了分析,提出了一种提高构建液力变矩器涡轮模型精度的新的方法。液力变矩器的三维流线采用三维圆弧和三维直线段设计,三维流线可以看作为由球面和平面的交线,由三维流线方程推导出液力变矩器轴面流线方程,然后再以轴面流线方程为基础,推导了轴面流线的曲率半径和曲率中心坐标的计算公式,采用数值方法可以得到其曲率半径和曲率中心坐标随着极角变化的规律。依据这种变化规律,采用非初等函数分段圆弧一致逼近轴面流线的方法确定逼近圆弧的参数。通过编制参数化程序,对所有方程进行验证。利用程序不仅可以直接得到各段圆弧的圆心坐标、圆弧半径和圆弧起止点的极角,而且还可以直接得到分段圆弧逼近的最大绝对误差和最大相对误差,这便于对结果是否满足精度的要求做出判断。程序设计以及AutoCAD软件与UG软件联合使用,实现了液力变矩器的涡轮的半自动建模。液力变矩器涡轮流道模型构建好之后,将其导入Gambit软件中去划分网格,然后在Fluent软件中进行数值计算,得出其流道内的压力和速度的分布的离散数据;然后对涡行流场规律进行了分析,并和现有文献进行了比对,研究结果表明三维流线采用三维圆弧和三维直线段设计可以改善流场参数分布,进而提高液力变矩器的性能;另一方面也表明这种建模方法能够显著地提高构建模型的精度,具有工程使用价值。

液力变矩器; 建模精度; 半自动建模; 网格划分; 数值模拟;

刘仕平; 张志华;

TH137.332

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