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液力缓速器流场仿真及热负荷计算

邱晨曦  
【摘要】:作为现今应用最为广泛的辅助制动器,液力缓速器的研究与开发得到了越来越多的关注,而研究的方向也从主要关注制动力矩的逐渐转移到液力缓速器的其他性能上来,包括空转效率、控制策略以及散热系统的设计等。液力缓速器的热负荷特性是设计散热系统的前提。本文基于CFD平台研究液力缓速器的热负荷特性,为液力缓速器的优化设计提供依据,并总结出一套通过CFD软件研究热负荷特性的方法。 论文主要介绍了应用比较广泛的几种汽车辅助制动系统以及各自的优缺点,并对本文的研究对象液力缓速器的结构以及工作原理做了详细地阐述。另外,还总结了液力缓速器的发展现状以及未来的发展趋势。 在理论方面论文主要介绍了计算流体动力学的基本概念,包括计算流体动力学的定义、一般计算步骤、三种控制方程并针对本文研究的具体情况选择了控制方程。另外着重分析了湍流模型,包括两种湍流模拟方法,三种两方程湍流模型,并根据实际情况选择了合适的湍流模拟方法以及湍流模型。最后,介绍了针对低雷诺数区域(文中为近壁面区域)的湍流模拟方法。从计算流体动力学的理论角度分析出了适合液力缓速器流场模拟的计算方法。 对于流场的模拟以及建模,本文使用了CATIA V5二次开发技术建立液力缓速器模型,并抽取流道模型。介绍了ICEMCFD软件的使用以及划分四面体网格的具体步骤。 最后,使用计算流体动力学通用软件FLUENT进行液力缓速器内流场以及温度场的分析。着重介绍了FLUENT软件的使用方法、数值模拟计算方法的选择、湍流模型的选择、边界条件的设置、物理参数的设置等。并对计算出的压力场和速度场以及温度分布进行分析,得出液力缓速器的温度升高量以及分布情况,验证使用CFD方法计算热负荷的准确性,作为液力缓速器优化设计依据。


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