论文题目: 液力变矩器内部三维流动数值模拟与特性预测方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 石祥钟
导师: 赵丁选
关键词: 液力变矩器,三维造型,数值模拟,计算机仿真,特性预测
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 为了提高工程车辆液力传动的效率,提高其动力性与经济性。本文结合国家自然科学基金项目(59705005)“工程车辆液力机械传动系统的电子节能控制研究”及教育部骨干教师基金项目“提高工程车辆液力机械传动系统动力性与经济性的电控方法研究”,重点对三元件液力变矩器的设计造型、内部流动数值模拟以及性能预测的方法进行了研究。本文将NURBS 方法用于液力变矩器叶轮CAD,对叶轮和流道表面可实现准确的数值化表示,为CFD 分析流道内的流场提供准确的几何边界条件。建立了三维不可压粘性流体紊流有限元计算数学模型。建立了三元件向心式液力变矩器内部流场计算模型,提出了液力变矩器内部流场三维流动计算解决方案和预测其性能的方法。预测参数值与实际基本吻合,较准确的计算出了流场的压力分布和速度分布,分析揭示了流动的特点。本文的研究成果对该类型液力变矩器的设计与改进、提高液力传动效率和促进液力传动的发展具有一定的理论与实际意义。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 课题的提出
1.2 液力传动概述
1.2.1 液力传动装置简述
1.2.2 液力传动的主要特点
1.2.3 液力传动的应用
1.3 液力传动的发展概况
1.3.1 液力传动装置的发展
1.3.2 液力传动装置性能的提高
1.4 流体机械内部流场的数值模拟概况
1.4.1 计算流体力学的研究历史
1.4.2 流动控制数学模型的建立与发展
1.4.3 流动控制方程求解的计算方法
1.4.4 流动控制数学模型的离散方法
1.4.5 代数方程组的求解
1.4.6 CFD 中的可视化技术
1.4.7 CFD 的作用和应用
1.4.8 CFD 技术在流体机械设计和研究方面的应用
1.4.9 CFD 技术在液力变矩器设计和研究方面的应用
1.4.10 水力机械CFD 技术的发展
1.5 CFD 软件及其应用
1.5.1 CFD 通用软件的主要特点
1.5.2 CFD 通用软件采用的湍流模型与基本解法
1.5.3 著名CFD 通用软件简介
1.5.4 CFD 软件的应用
1.6 本文主要研究内容
1.7 本章小结
第二章 三维流动数值模拟计算
2.1 流体力学数学模型
2.1.1 流体力学基本控制方程组
2.1.2 不可压流动的控制方程
2.1.3 流动的研究方法
2.1.4 雷诺方程
2.1.5 流动控制方程的通用形式
2.1.6 FLOTRAN 中的紊流模型
2.2 三维流动的有限元计算方法
2.3 流动控制方程的离散
2.3.1 流动控制方程的离散
2.3.2 非定常项的离散方法
2.3.3 对流项的离散方法
2.3.4 扩散项的离散方法
2.3.5 源项的离散表达式
2.3.6 紊流动能方程源项的线型化
2.3.7 紊流动能耗散率方程源项的线型化
2.4 单元基函数
2.4.1 四节点四面体单元
2.4.2 八节点六面体单元
2.5 离散方程的运算法则
2.5.1 SIMPLE 增强算法
2.5.2 基于SIMPLEF(或SIMPLEN)算法的求解过程
2.6 本章小结
第三章 液力变矩器的准确三维造型
3.1 水力机械CAD 概述
3.1.1 现状
3.1.2 NURBS 方法及其在水力机械CAD 中的应用
3.2 非均匀有理B样条
3.2.1 NURBS 曲线有理基函数表示
3.2.2 NURBS 曲面有理基函数表示
3.3 液力变矩器的三维造型
3.3.1 曲线控制点的反算方法
3.3.2 曲面控制点的反算方法
3.3.3 利用双三次NURBS 曲面表示叶片表面
3.3.4 内外环表面的三维造型
3.3.5 叶片表面的检查和修改
3.3.6 实例
3.4 Pro/E 几何实体建模
3.4.1 概述
3.4.2 叶轮流道三维几何实体造型
3.5 本章小结
第四章 液力变矩器内部三维流动数值模拟
4.1 液力变矩器内部流动的一元流理论简介
4.1.1 液力变矩器的转矩
4.1.2 液力变矩器的能头
4.1.3 液力变矩器特性计算
4.2 ANSYS 的流体分析功能
4.2.1 ANSYS 中的FLUID 系列单元
4.2.2 FLOTRAN 分析的主要步骤
4.2.3 FLOTRAN 提供的六种湍流模型的应用
4.3 离心泵内部流动的CFD 分析及其性能预测
4.3.1 离心泵叶轮内部流动的CFD 分析
4.3.2 离心泵出口弯曲形扩散管内CFD 分析
4.4 液力变矩器内部三维流动计算
4.4.1 液力变矩器内部流动计算的假设
4.4.2 泵轮中流动的计算
4.4.3 涡轮中流动的计算
4.4.4 导轮中流动的计算
4.4.5 三元件向心式液力变矩器内部流场的特点
4.5 本章小结
第五章 液力变矩器的工作特性预测
5.1 液力变矩器工作轮的转矩和流量的计算
5.1.1 液力变矩器叶轮转矩的计算
5.1.2 液力变矩器叶轮流量的计算
5.2 液力变矩器静特性计算
5.2.1 初始计算阶段
5.2.2 计算导轮的液力工作特性曲线
5.2.3 计算泵轮的液力工作特性曲线
5.2.4 计算涡轮的液力工作特性曲线
5.2.5 计算液力变矩器的特性参数
5.2.6 计算液力变矩器的原始特性曲线
5.3 本章小结
第六章 液力变矩器的台架试验
6.1 试验台概述
6.1.1 试验的目的
6.1.2 试验测试的内容
6.1.3 试验台的构成及主要性能参数
6.1.4 试验使用的仪器
6.1.5 测试系统及数据处理
6.1.6 抗干扰的方法
6.2 各物理量的测量方法
6.2.1 转矩的测量方法
6.2.2 转速的测量方法
6.3 测量系统的可靠性检验及各物理量的标定试验
6.3.1 测量系统的标定程序
6.3.2 测量系统的可靠性检验
6.3.3 转矩与转速的标定结果
6.4 液力变矩器特性的测试试验
6.4.1 液力变矩器特性测试系统
6.4.2 试验结果
6.5 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读博士期间发表的论文及科研成果
致谢
摘要
ABSTRACT
发布时间: 2005-08-26
参考文献
- [1].液力变矩器现代设计理论的研究[D]. 田华.吉林大学2005
- [2].基于CFD的液力变矩器设计方法的理论与实验研究[D]. 褚亚旭.吉林大学2006
- [3].轿车扁平化液力变矩器研究[D]. 刘春宝.吉林大学2009
- [4].双涡轮液力变矩器转矩分配特性研究[D]. 才委.吉林大学2009
- [5].液力变矩器的数学模型、新型设计方法及内部流场研究[D]. 刘仕平.太原理工大学2010
- [6].80型轮式装载机动力系统工程特性研究[D]. 王雪莲.吉林大学2011
- [7].金属带无级自动变速传动的关键问题研究[D]. 杨亚联.重庆大学2002
- [8].轮式装载机液力传动系统节能研究[D]. 王松林.吉林大学2015
相关论文
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- [3].液压挖掘机节能模糊控制系统研究[D]. 国香恩.吉林大学2004
- [4].液压挖掘机作业及行走系统节能控制研究[D]. 尚涛.吉林大学2005
- [5].运动同步记录与在线模拟技术研究[D]. 肖英奎.吉林大学2005
- [6].工程车辆节能换挡规律智能控制方法研究[D]. 陈宁.吉林大学2005