测绘和反求测绘过程三维光学测量仪编程数据处理和反求第章液力变矩器内流场数值分析常用的软件介绍建立流场计算的几何模型分析中的假设和简化几何模型生成计算网格简介划分网格设置求解器求解器的选择控制方程的线性化参考压力的选择选择湍流模型定义流体的物理性质设置边界条件和初始条件入口边界条件出口边界条件壁面边界条件初始条件收敛准则本章小结第章液力变矩器内流场计算结果分析泵轮流场分析泵轮入口流场泵轮出口面流场涡轮流场分析涡轮入口流场涡轮出口流场导轮流场分析导轮入口流场导轮出口流场本章小结第章全文总结参考文献致谢第章绪论研究背景液力变矩器在国内外的应用液力变矩器是车辆传动系统中的关键部件之，其主要作用是由发动机向传动系统平稳地传递动力。装有液力变矩器的动力传动系统可以保证车辆平稳地起步变速。目前液力变矩器被广泛地应用于铁道车辆工程机械航空航天能源动力以及化工机械等行业，而汽车行业更是液力变矩器的最大用户。国外己普遍将液力传动运用于轿车公共汽车豪华型大客车重型汽车牵引车及军用车辆等。以美国为例，自世纪年代以来，每年在轿车上液力变矩器的装配率达到以上，而在城区公汽上的装配率几乎达到了。在重型汽车方面，载货量吨的重型矿用自卸车几乎全部采用了液力变矩器，而在功率超过，载货量超过吨的重型汽车上，液力变矩器也得到了广泛地应用。如功率为装载量为吨的矿用自卸车就装配了阿里森的系列液力机械变速器。还有些非公路车辆，坦克以及军用车辆上也装备了液力变矩器。除美国外，其它国家的汽车工业中，比如日本的丰田日产公司，德国的奔驰伦克公司以及意大利的菲亚特公司等都生产了装配有液力变矩器的汽车。我国早在上世纪年代就将液力变矩器应用到红旗牌高级轿车上，开创了我国独立设计制造液力变矩器的历史。年，我国机车行业自行研制的卫星号也称东方红内燃机车装配了三个液力变矩器个启动液力变矩器，两个运转液力变矩器。液力传动在国内工程机械上的应用始于年代，当时由天津工程机械研究所和厦门工程机械厂共同研制的装载机上就装配有液力变矩器。年代开始将液力变矩器应用于重型矿用汽车上。和等软件，提高了我遇到问题解决问题的能力。我相信这对我今后的工作有巨大的帮助。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本毕业设计。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,湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题目汽车用液力变矩器设计及性能仿真学院兴湘学院专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导教师完成日期年月日摘要本文的研究是以汽车用液力变矩器为研究对象，基于三维流场理论，借助于等软件，对液力变矩器的内流场进行了仿真计算。本课题研究的目的和意义就在于，通过软件的模拟仿真，对液力变矩器的流道的压力和速度进行有效分析计算。本文主要有以下内容首先介绍了课题研究的背景，液力变矩器在国内外的应用情况和流场理论的发展现状，指出了液力变矩器设计计算的发展方向是三维流场理论然后对液力变矩器的组成以及工作原理进行了阐述，并指出了主要研究内容。阐述了计算流体力学的基本理论。首先列出了控制方程包括连续性方程和动量守恒方程，由于本课题研究的是不可压缩流体，热交换量可以忽略不计，敌不考虑能量守恒方程，然后介绍了将控制方程离散化的方法接着详细介绍了有限体积法的基本原理，常用的离散格式分析了网格的生成技术，分别对结构网格非结构网格以及混合网格作了阐述最后介绍了常用的湍流模型，湍流流动的近壁处理方法和流场数值计算的算法。介绍了反求发测绘液力变矩器。介绍了常用的些软件，并选择对本课题进行研究为了能够顺利地得到收敛解，提出了研究液力变矩器流场的些假设，并对流场进行了定的简化然后通过软件建立叶轮流道的几何模型，并使用生成计算网格，为了提高计算精度，使用六面体网格选择分离求解器隐式格式进行求解，使用绝对速度方程，湍流模型选择标准￡模型，同时使用标准壁面函数离散格式采用二阶迎风格式这样可以提高解算精度，压力速度耦合选用算法，入口边界条件使用压力入口，出口边界条件使用压力出口，其余壁面使用非滑移壁面边界条件在叶轮之间的交互面上使用混合平面模型。对计算结果进行了分析，并与实验结果进行了比较，二者基本吻合证明了三维流场分析的正确性。最后，研究过程中存在的问题进行了分析。对全文进行了总结。关键词液力变矩器内流场流量已收敛，仿真设置是正确的。泵轮入口流场泵轮入口速度云图在入口面上，靠近内环的地方出现明显的回流如图所示。泵轮出口面流场泵轮出口速度云图通过对图速度分布情况的分析，我们发现，在泵轮的内环处出现了回流，回流的出现使得流动损失增大。随着速比的增大，最大过流速度的位置向外环面移动。涡轮流场分析涡轮压力云图涡轮速度云图液流流经涡轮，压力和速度分别减小如图所示。这是由于当由泵轮流出的高速液流冲击涡轮叶片时，叶片将液体能转变成涡轮轴上的机械能，动能和压能减小，速度和压力随之减小。涡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。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。本文开始建泵轮流道内部出现了大范围的二次流动，在入口面上靠近内环附近的地方有回流现象发生，外环与吸力面相交处还出现了脱流在流道的后半段高速液流主要集中在压力面附近，低速液流集中在吸力面附近，出口处的吸力面与外环的相交处出现了回流。在泵轮流道的截面上有大范围的二次流动出现。由于入口处的液流冲击和大范围的二次流动，使得液流的损失增大。在低速比工况下，涡轮流道前半部出现脱流和二次流，在流道的截面上存在较大的速度梯度。在高速比工况下，流道截面上的速度分布比较均匀，在流道前半部曲率变化大的地方只出现了个低流速区，没有出现脱流和二次流动，出口段流场比较稳定。导轮的叶片角度变化大，主要起到改变液流速度方向以及转矩的作用，其流场的变化非常复杂。在低速比工况下，导轮的吸力面出现了大范围的回流，在回流与正向流动交界的地方出现了脱流而在高速比工况下，吸力面处没有出现回流和脱流现象，出口面上的速度分布比较均匀。本文以型液力变矩器为研究对象，在等平台的帮助下，借助于计算分析了汽车液力变矩器的内流场。通过将计算结果与实验数据的对比，证实该计算结果是正确可信的。参考文献朱红钧，林元华流体分析及仿真人民邮电出版社李进良李承曦胡仁喜流场分析化学工业出版社杨维俊马骥自动变速器结构原理及典型故障案例机械工业出版社王正旭汽车自动变速器原理与检修体化教程机械工业出版社胡仁喜曲面造型从入门到精通机械工业出版社马文星国外车辆液力传动研究现状及其展望同济大学学报朱经昌液力变矩器的设计计算同济大学学报曹金海马文星液力变矩器流畅计算的有限元发同济大学学报方杰液力变矩器三