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基于CFD的液力偶合器流场仿真研究

刘丹丹  
【摘要】:液力偶合器作为先进的调速节能技术,自我国引进该专有技术以来,已在各领域取得了显著的技术经济效益。虽然液力偶合器的应用已初见成效,但是与国外相比,在产品的设计方法、产品的可靠性等方面,仍有很大差距。因此,我国迫切的需要应用现代的设计方法来提高液力偶合器各方面的性能,从而推动偶合器的进一步发展。本文以YOTCGP650调速型液力偶合器为研究实例,应用较成熟的计算流体力学(CFD)技术,对液力偶合器工作腔的内流场进行仿真研究。首先,利用PRO-E软件对YOTCGP650调速型液力偶合器的泵轮和涡轮进行实体建模。其次,运用HyperMesh软件抽取液力偶合器的流道模型,并对流道模型划分网格,得到可用于流场仿真计算的计算模型。最后,确定适用于液力偶合器流场仿真计算的各项约束条件。设定液力偶合器的输入转速为1500r/min,分别对不同充液率和不同转速比条件下的偶合器内流场进行仿真计算,分析各状态下的速度场、压力场以及气液两相分布情况;研究不同状态下,偶合器工作腔内流体的环流形态;根据仿真结果,绘制液力偶合器在不同充液率下的特性曲线,并进行仿真计算的误差分析。通过以上分析发现,利用计算流体力学技术对液力偶合器的内流场进行仿真研究,其计算结果能基本反映偶合器内流场的特点,仿真所得的液力偶合器特性曲线与实际特性基本一致。相比于传统的试验样机方式,计算流体力学方法在设计研发过程具有成本小、效率高、过程简便等优势。设计人员运用此方法可以以最小的成本反复验证设计过程,优化设计方案,提高产品的性能。


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