设计。谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了很多你问素材,还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正,报告。工程师可以直观而方便地定位质量较差的网格单元从而进步优化网格。是集成在里的针对汽车旋转机械的专用前处理模块,能够对汽车水泵风扇快速生成高质量的非结构化网格,并考虑到了具有高扭曲度的叶片上的附面层网格。划分网格网格划分的原则在物理平面上的网格划分应适应物理区域中参量的变化情况,在变化剧烈的地方网格要划得稠密些,而在变化平缓处则可以适当的稀疏些。这样,可在同等计算精度的前提下,减少网格数,缩短计算时间。具体到液力变矩器流道,则需要在靠近内外环,叶片工作面和叶片背面的壁面处,网格划分密些,而在流道中心,网格则可以稀疏些。再就是在工作轮入口附近,流道弯曲较大处网格密些,靠出口或流道平直处网格稀些。另外,从边界条件离散化的角度来看,网格线应尽量与物理区域的边界线正交,以利于边界值的计算,且能防止网格畸变,提高计算精度。对变矩器流道划分网格的具体步骤以泵轮为例。首先通过三维软件创建泵轮物理模型,将其存为格式,然后将模型导入软件中,分别进行面网格划分和体网格划分,最后进行区域属性和边界条件设定如图所示。图泵轮网格设置求解器求解器的选择提供了两种求解器,即分离式求解器和耦合式求解器。这两种求解器的求解对象都是控制方程,都是通过有限体积法对计算对象进行离散求解。它们的区别在于所使用的线性化方法和求解离散方程的方法不同。分离式求解器分离式求解器是顺序地分别地求解各个控制方程。也就是说先在全部网格上求解出个方程后,然后再接着求解另个方程。由于控制方程是非线性的,因此,在得到收敛解前,需要经过多次迭代。其过程可概述如下流场变量更新。根据上步的计算结果,更新所有流动变量。在第次计算时,用初始值来更新。用当前压力和单元界面的质量流量的值求解动量方程,以得到新的速度场。在第步中得到的速度场的数值解很可能无法完全满足连续性方程,于是,用连续性方程和线性化的动量方程构造个泊松型压力修正方程,然后求解该方程,得到对压力场和速度场的修正值,进而可以满足连续性方程。利用前面求得的速度场和压力场,求解其它标量如湍动能湍流耗散率等的控制方程。在多相流计算中,当内部存在相间耦合时,通过离散相的轨迹计算结果更新连续相方程中的源项。检查方程组是否收敛。若满足收敛条件,则计算停止否则,回到第步,继续迭代过程。耦合式求解器与分离式求解器不同,耦合式求解器是同时求解连续性方程动量方程能量方程,然后再求解湍流辐射等标量方程。所用方法与分离式求解器的相同,也是需要经过多次迭代才能得到收敛解。其过程如下流场变量更新。根据上步的计算结果,更新所有流动变量。在第次计算时,用初始值来更新。同时求解连续性方程动量方程和能量方程。根据需要,逐求解湍流辐射等标量方程。在求解之前,方程中用到的有关变量要用前面得到的结果更新。在多相流计算中,当内部存在相问耦合时,通过离散相的轨迹计算结果更新连续相方程中的源项。检查方程组是否收敛。若满足收敛条件,则计算停止否则,回到第步,继续迭代过程。般说来,分离式求解器主要用于不可压缩流动或低马赫数可压缩流动,而耦合式求解器则主要用于告诉可压缩流动或由强体积力如浮力或离心力引起的强耦合流动。本文所研究的课题,由于工作介质是不可压缩流体,因此,选择分离式求解器进行计算。控制方程的线性化由于流体的控制方程是非线性方程,因此,在数值求解过程中需要将离散的非线性方程在网格单元中转化为线性方程,然后再进行求解。而隐式格式和显式格式就是对方程进行线性化和求解的两种不同方式。这两种方式的物理意义如下隐式格式将未知的流场变量密度速度压力等同已知量之间的关系用方程组的形式加以表达,然后通过求解方程组获得未知变量的值。因此,每个未知变量会在不止个方程中出现,这些方程必须联立求解才能求出未知变量的值。显式格式将未知的流场变量写作己知量的显式函数形式。因此未知变量只会在个方程中出现,而且每个单元内的未知变量的方程只用求解次就可以得到未知变量的值。在分离式求解器中,只采用隐式方案进行控制方程的线性化。由于分离式求解器是在全计算域上解出个控制方程的解之后才去求解另个方程,因此,区域内每个单元只有个方程,这些方程组成个方程组。假定系统共有个单元,则针对个变量如速度生成个由个方程组成的线性代数方程组。使用点隐式方法来求解这个方程组。总体来讲,分离式方法同时考虑所有单元来解出个变量的场分布如速度,然后再同时考虑所有单元解出下个变量如速度的场分布,直至所要求的几个变量如的场全部解出。参考压力的选择在中,压力包括总压和静压都是相对压力值,即相对于运行参考压力而言的。当需要绝对压力时,会把相对压力与这参考压力相加后输出给用户。参考压力的数值是由用户提前设定的。如果用户不设置参考压力的大小,则默认为标准大气压,即。对于不可压流动,若边界条件中不包含有压力边界条件时,用户应设置个参考压力位置。在计算中,强制这点的相对压力值为。实际上,在每轮迭代结束后,都要将整个压力场均减去这个参考压力位置的压力值,从而使得所有点的压力均按照参考压力位置的值来度量。如果用户不指定参考压力位置,则默认为点。选择湍流模型湍流模型的真实程度从根本上决定数值模拟的精度程度,对具有不同流动特征的流场模拟应该选用不同的湍流模型,根据雷诺应力与应变的关系,可将湍流模型分成两类雷诺应力与应变成线性变化的称为线性模型二雷诺应力与应变成非线性变化的称为非线性模型。从计算的角度看模型在中是最经济的湍流模型。由于要解额外的方程,标准£模型比模型耗费更多的计算机资源。£模型比标准模型需要的资源稍微多点。由于控制方程中额外的函数和非线性,模型比标准£模型多消耗的时间。与模型和∞模型相比,模型由于考虑了雷诺应力而需要更多的时间,因此,模型比七£模型和∞模型要多耗费的时间,还有的内存。除了时间,还要考虑湍流模型的应用领域。比如模型主要用于航空领域,对于壁面束缚流动有很好的效果。标准模型是专为轻微的扩散设计的,然而£模型是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的。模型主要是为考虑低雷诺数可压缩性和剪切流传播修改而成的。真设置是正确的。涡轮入口流场涡轮入口面速度云图从泵轮流出的液流基本是沿着涡轮叶片的入口角方向流入的,对叶片的冲击很小,因此,速度分布也就比较均匀。涡轮出口流场涡轮出口面速度云图外环附近的流速相对较高,高速区域占据了截面的绝大部分,只是在内环速度较低,并在贴近内环的地方有个很小范围的脱流出现,由于其范围非常小,所以不会成为影响涡轮的效率的主要因素。从上面的分析看出,影响效率的主要因素是流道截面上存在较大的速度梯度。导轮流场分析导轮压力云图导轮速度云图从图种可以看到,油液经过导轮,压力进步减小,在导轮出口达到最小值,而速度开始增加。由于导轮固定不动,因此在导轮中没有液体能和机械能之间的相互转换,只有动能和压能之间的相互转换。由于在导轮中压力逐渐减小,所以速度递增。导轮残差图对话框残差图图表明计算收敛,在图控制面板中看到入口和出口处的液压油流量,两值基本致,从而确定流量已收敛,仿真设置是正确的。导轮入口流场导轮入口面速度云图流场内的速度分布相对均匀,均匀的速度分布使得流场损失降低。导轮出口流场导轮出口面速度云图在导轮的出口面速度梯度较大,不同于入口面。本章小结于液力变矩器的流场极为复杂,为了能够进行三维数值计算,提出了些基本的假设,而这些假设和实际情况是有定差异的,这直接导致了三维数值计算的误差。实际的整个变矩器流场并不是稳态的,而是非稳态的。为了计算方便,采用多参考系模型,即每个工作轮均使用个移动参考系,这样在各个参考系中,就可以把流场作为稳态的来处理。本文开始建模的时候认为液流经过叶轮之间的无叶栅区时,速度和压力不发生变化。实际上这部分的流动是比较复杂的。在设置边界条件的时候,把进出口面的速度或压力都设为均匀分布,实际的分布是很不均匀。使用的湍流模型并不能完全的反映实际的情况,在分析变矩器流场上还存在定的误差。建模过程中也存在些误差。在基于进行网格生成时,些区域会出现数值误差。第章全文总结近年来,技术在汽车液力变矩器设计和内流场研究中,发挥着重要的作用。可以帮助研发人员更好地理解流动的状态,以便为进步的液力变矩器优化设计研究积累依据。本文主要研究型液力变矩器,选择了最合适的算法,对其流场进行了计算,并将分析结果和实验数据进行了对比,所做的工作主要有以下几点根据液力变矩器的实际工作状况,在第三章中提出了系列假设和简化,并使用大型软件建立了所研究的变矩器流道的几何模型。将中的流道几何模型导入到中,生成了流道的计算网格模型。设定计算的求解器,选择分离求解器对控制方程的线性化选用隐式格式参考压力默认为标准大气压。考虑到计算精度收敛速度和收敛平稳性三方面的要求,湍流模型选择标准£模型,速度压力耦合算法选择算法,离散格式选择二阶迎风差分格式。设定边界条件,其中进口边界条件为压力入口,出口边界条件为压力出口,流道壁面设为无滑移壁面条件。对叶轮之间的交互面上的边界使用混合平面模型。对泵轮涡轮和导轮的流场分别进行了计算,并对计算得到的流场进行了细致的分析。得到的计算结果不仅较准确地预测了液力变矩器的整体性,缩短了研发周期,而且对于进步改进液力变矩器的设计有重要的参考价值。通过本文所作的研究工作,得到了以下结论在液力变矩器的流场分析中,算法能够在具有令人满意的精确度下,同时具有更快的收敛速度和更好的稳定性。高阶离散格式比低阶离散格
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