[發明專利]液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法

有效

• 申請號: 201410314940.8
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104166752B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 蔣宏婉;張文博;何林;李長虹
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 程新敏

技術領域

本發明涉及一種液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法，屬于液壓設備技術領域。

背景技術

液力變矩器內流場是液力機械變速裝置內的核心研究對象，至今各企業對變矩器特性預測多以臺架實驗為基礎平臺，但這一過程除了存在實驗周期長、成本高等問題外，最關鍵的難題是現有實驗設備很難實現對于大功率高轉速變矩器的特性預測。

發明內容

本發明的目的是：提供一種液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法，可實現在現有實驗設備下對大功率高轉速變矩器的特性預測，以克服現有技術的不足。

本發明的技術方案

一種液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法，該方法為對液力變矩器進行幾何模型建立和模型前處理，建立液力變矩器的全流道網格模型，然后對其進行計算域劃分，劃分為泵輪流體域、渦輪流體域、導輪流體域及相互流體域間的網格交界面，在不同泵輪與渦輪轉速比的工況下，利用CFD滑移網格技術對變矩器內流場進行數值模擬和分析，數值求解所得有效結果代入液力變矩器葉輪扭矩計算公式和液力變矩器性能參數計算公式，擬合出不同工況下液力變矩器特性曲線。

前述的液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法中，所述幾何模型建立是指結合非均勻有理B樣條方法，綜合考慮前處理拓撲求解只識別面的特性，采用片體曲面法來生成全流道幾何模型。

前述的液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法中，所述片體曲面法是根據變矩器模型幾何參數先在指定基準面上構建草圖即葉片截面形狀，該基準面為X、Y或Z面，葉片草圖的建立以水平坐標系為參考來確定葉片進出口角度，然后按將葉片草圖投影到即將拉伸出葉片的葉輪殼體內曲面上，最后將投影曲線依照具體偏轉角度以片體為模型載體生成葉片，同理生成其他空間曲面，在所有曲面都生成后，通過修剪片體，最終生成完全片體幾何模型，

前述的液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法中，所述模型前處理指在幾何模型建立后并對其模型進行劃分網格，利用內部面剖分法對網格交界面處的曲面一分為二，生成網格交界面，建立了液力變矩器全流道網格模型。

前述的液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法中，利用變矩器工作時油道進口實測流量和進口截面尺寸，即可計算出進口流速，數值模擬過程將泵輪轉速設為極限工作轉速2且不變，改變渦輪轉速，分別計算泵輪與渦輪轉速速比為0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1的11個工況的流場分布。

前述的液力變矩器全流道瞬態數值模擬計算方法中，所述利用CFD滑移網格技術對變矩器內流場進行數值模擬和分析的方法為，首先按照現有技術中液力變矩器的設置條件生成網格模型，導入CFD平臺經過計算模型選擇、材料屬性定義、離散格式選擇、交界面設置步驟后，進而依次設置邊界條件、收斂條件、確定初始化，即開始數值求解，若該數值滿足收斂條件則為有效結果，若不滿足重新進行上述步驟，如此循環判斷直至模型該收斂為止，最后Reports中進行有效結果的提取，對葉片進出口面速度進行面積積分，經過多次試驗，最終確定取對應模型面上點的速度平均值帶入葉片扭矩計算公式求解扭矩，從而進行特性參數計算。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明為對液力變矩器進行幾何模型建立和模型前處理，建立液力變矩器的全流道網格模型，然后對其進行計算域劃分，劃分為泵輪流體域、渦輪流體域、導輪流體域及相互流體域間的網格交界面，在不同泵輪與渦輪轉速比的工況下，利用CFD滑移網格技術對變矩器內流場進行數值模擬和分析，數值求解所得有效結果代入液力變矩器葉輪扭矩計算公式和液力變矩器性能參數計算公式，擬合出不同工況下液力變矩器特性曲線，本發明重點研究其液力變矩器流場特性，能在現有實驗裝備下進行，且實驗周期短，成本低。

圖1為變矩器全流道CFD數值求解方法流程圖；

圖2為液力變矩器幾何模型圖；

圖3為本實施例中某型號液力變矩器特性曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。