液力变矩器气泡破裂运动分析.pdf

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1、HydraulicsPneumatics&Seals／No．09．2016doi：10．3969／j．issn．1008-0813．2016．09．001液力变矩器气泡破裂运动分析赵丽丽，董志强，连晋毅，赵富强(太原科技大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：基于计算流体动力学对液力变矩器内流场进行了分析，利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的传递，建立液力变矩器涡轮、泵轮、流道模型实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。对流场数据分析，核定出了气化高发部位，通过采用多相流模型植入流场一个气泡，数值研究了液力变矩器内气泡破碎

2、机理和破裂高发区域。根据数值模拟和理论推定的气泡核化区、破碎区的气泡动力学行为特征可为液力变矩器的设计和改进工作提供参考意义。关键词：液力变矩器；滑动网格法；vof模型；气泡破裂中图分类号：TH137；035文献标志码：A文章编号：1008—0813(2016)09—0001—04AnalysisofBubbleBreakupMotionforHydrodynamicTorqueConverterZHAOLi—fi．DONGZhi—qiang,LIANJin-yi,ZHAOFu—qiang(MechanicalEngineeringInsti

3、tute，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024，China)Abstract：Basedoncomputationalfluiddynamicsanalysisofflowfieldinhydraulictorqueconve~eLTorealizethetransferbetweentheira-pellerflowparametersbyusingtheslidingmeshmethodformultiflowregioncouplingalgonthrn．Inorde

4、rtorealizethetransienttorqueconve~erturbulentflowcalculation，thetorqueconverterturbine、pumpwheelandchannelmodeareestablished．Byanalysingflowfieldda—taapprovethehighestfrequencyregionofvaporization．Usingthemultiphaseflowmode1implantabubbleinflowfieldtonumericalstudyintorquec

5、onve~erbubblebreakingmechanismandruptureinhigh-riskareas．Accordingtothenumericalsimulationandthetheoryofpre-sumptionofthebubblenucleationzone，fracturezonebubbledynamicbehaviorcanmakecontributiontodesignandperformanceimprovetohydraulictorqueconvertenKeywords：hydrodynamictorq

6、ueconverter；slidingmeshmethod；theVOFmodel；bubblebreakupO前言相流中VOF模型植入一个大小合适气泡，观察气泡在内流场中生长、运动变形和破碎的整个过程，为今后液液力变矩器由于其优良的传动性能，已经成为现力变矩器研究气蚀n问题提供参考。代车辆及工程机械中必不可少的核心组成部分。它的性能直接影响整车的动力性和经济性，气蚀是导致液1流动控制方程力变矩器工作效率低下原因之一，它直接影响液力变1．1基本理论及计算公式矩器寿命和工作稳定性，气蚀破坏应该作为液力变矩流体计算控制方程一般包括质量守恒方程、动

7、量器设计、应用和维护必须重视的部分。众所周知，液力守恒方程、能量守恒方程，VOF流体体积法。变矩器内流场流态是复杂的、瞬态的，流动过程受到直(1)不可压缩流体连续性方程：径大小、叶片形状Ⅱ等各种因素的影响，研究比较困Vu=0(1)难。近年来随着计算流体动力学(CFD)发展，国内外式中——质量平均速度矢量。对液力变矩器内流场的研究由一维流柬扩展到三维流(2)动量守恒方程：束1，由稳态计算发展为瞬态计算[6-71，但是关于液力变+V·()=一+V·(t)+pg+F(2)矩器气蚀方面的研究不多。针对现状本文利用三维流束理论及计算流体动力学嘲，通过F

8、luent软件，采用式中p——静压VOF模型”，建立三维瞬态全流道模型[12-13】进行数值g、一重力体积力及其他外部体积力。模拟。通过计算得出气化最容易产生的局域