基于CFD的大功率调速型液力偶合器设计

【摘要】： 本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题“大型泵与风机液力调速节能关键技术研究”(2007AA05Z256),基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),对大功率调速型液力偶合器的非稳态两相流动进行数值模拟;针对计算实例的数值计算结果对其流场的速度与压力分布进行详细分析,揭示其流场的流动规律和特性。基于三维流场数值解进行液力偶合器的特性预测,将理论计算与实验结果进行对比分析,从而验证理论方法和计算的正确性。在此基础上研究大功率调速型液力偶合器的现代设计方法,并基于UG和CFD方法对调速型液力偶合器进行参数化设计和优化设计。本文研究的主要内容有以下几个方面: (1)探讨气液两相流动的特点及目前气液两相流动研究中使用的数值计算方法,给出CFD中的几种多相流模型,并根据液力偶合器的实际情况进行分析以确定本文采用的模型。 (2)基于CFD方法进行液力偶合器两相流动数值模拟,确定流场计算的解决方案;建立基型YOCQZ450调速型液力偶合器的三维模型,同时进行计算网格划分与边界条件设置;根据数值模拟结果详细分析偶合器在不同充液率下的速度场和压力场,并基于三维流场数值解计算其外特性和原始特性。 (3)进行液力偶合器的外特性实验,测试大功率调速型液力偶合器在不同充液率下的外特性参数,并与预测结果进行对比分析,从而验证特性预测方法的正确性及准确性。 (4)基于流场数值计算和特性计算方法,提出液力偶合器的现代设计方法,基于UG和CFD平台开发大功率调速型液力偶合器设计软件并进行参数化设计与优化设计。