液力变矩器的流场数值模拟及试验对此

液力变矩器作为一种有效的增矩变速元件广泛应用于车辆传动中。通过对某液力变矩器整周模型简化、网格划分,利用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对其进行流体计算,获取了液力变矩器内流场的速度及压力信息,得出全充液状态下的转速比i、变矩比K、泵轮转矩系数λ以及效率η,从而得到液力变矩器的原始特性曲线。对样机的台架试验结果与一维束流理论计算结果进行了对比分析,对仿真结果进行了验证,结果表明,三者在数值上吻合较好,说明三维流场数值计算方法应用于液力变矩器的性能预测是可行的,可以应用于工程实际。     

液力变矩器的流场数值模拟及试验对比

液力变矩器作为一种有效的增矩变速元件广泛应用于车辆传动中。通过对某液力变矩器整周模型简化、网格划分,利用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对其进行流体计算,获取了液力变矩器内流场的速度及压力信息,得出全充液状态下的转速比i、变矩比K、泵轮转矩系数λ以及效率η,从而得到液力变矩器的原始特性曲线。对样机的台架试验结果与一维束流理论计算结果进行了对比分析,对仿真结果进行了验证,结果表明,三者在数值上吻合较好,说明三维流场数值计算方法应用于液力变矩器的性能预测是可行的,可以应用于工程实际。     

液力变矩器叶栅进出口角度差值的研究

1 前言 液力变矩器早期研制是凭经验,采用多种模型及试验筛选改进,最后定型。随着技术的发展、理论的建立,要求应用计算方法进行设计,使制出的产品试验性能与计算性能相一致。由于束流理论的一些假定与实际流动状况差别很大,一些损失按固定流道方法计算与旋转流道内流动不相符,加之参数众多,使计算变得困难、复杂,且实际试验性能与计算差别很大。因此,一般以计算作为初算,第一轮试制后再根据试验性能以一般理论为指导修改设计,几经修改才能定型。我所研制开发的TY220型液力变矩器,采用理论计算与试验相结合的方法,在研究液力变矩器工作轮几何参数对性能影响,尤其是在改变泵轮、涡轮叶栅的进出口角度差值,对提高液力变矩器性能参数的研究取得了进展。本文较详细地介绍了这种改善和提高液力变矩器性能参数的原理、方法和结果。     

双泵轮液力变矩器设计与特性计算中的若干问题研究

本文探讨了双泵轮液力变矩器设计计算中的若干问题,介绍了其在装载机上应用时,其有效直径的确定方法;用单泵轮液力变矩器改制双泵轮液力变矩器时,泵轮切割部位的计算方法及双泵轮液力变矩器原始特性和能容调节特性的计算方法。     

基于ANSYS-CFX的液力变矩器内流场数值仿真分析

对应用CFD数值仿真技术设计液力变矩器的过程进行深入研究,利用ANSYS-Turbo Grid生成液力变矩器网格模型,提高了液力变矩器网格模型生成的效率和质量,通过合理设置和选择网格模型、湍流模型、壁面函数及边界条件,提高了液力变矩器CFD数值仿真的精度。应用CFD对液力变矩器内流场进行仿真分析,与试验结果对比表明液力变矩器的CFD数值仿真完全可以用于工程实际,为进一步优化设计奠定基础。     

用激光多普勒流速计测量液力变矩器流场的速度分布

本文叙述了用激光多普勒流速计对YB-355型液力变矩器泵轮和涡轮内流场速度分布进行测量的装置、方法、步骤以及试验的结果。     

推土机液力变矩器数值分析及改进

为了分析液力变矩器内部流场的流动特点,以及内部流场对变矩器性能的影响。利用三维软件Creo进行三维实体建模,且采用多重参考系下的雷诺时均N-S方程和三维瞬态流动计算,对由泵轮、蜗轮、导轮以及外壳组成的计算域进行非定常数值模拟。计算结果与试验结果吻合良好,证明了数值计算方法具有较高的可靠性、实用性,并对变矩器进行了优化,取得了良好的效果。     

单级向心涡轮液力变矩器叶栅系统设计软件的开发

液力变矩器叶栅系统设计软件采用模块式结构,简单易行,摒弃了原有手工设计的不足,提高了变矩器的开发速度及精度,有利于选择最佳方案,保证设计一次性成功.利用所开发的设计软件进行新品设计及对现有液力变矩器叶栅系统几何参数进行验算,特性计算结果与样机的性能试验结果进行对照.基本满足设计要求.为今后新品开发搭建了平台.     

第三代涡识别方法在液力变矩器空化流场中的适用性分析

液力变矩器中涡空化的产生和发展严重影响其内流场及外特性，尤其在极端工况下。精细识别液力变矩器内流场非定常多尺度三维涡结构和提取涡空化空间结构特征是目前研究的热点问题。基于计算流体动力学，采用应力混合涡模型对液力变矩器空化流场进行高精度数值模拟，基于第二代和第三代涡识别技术选取Q准则和Ω方法，两种典型的涡识别方法对液力变矩器流道内部空化涡结构进行三维重构，分析低速比工况下各叶片表面空化特征动态演化规律并重点研究导轮叶片处空化现象。研究结果表明：Q准则阈值选择盲目性大，难以同时识别到空化流场中的强涡与弱涡结构；Ω方法能够在较大阈值范围内精确地辨识空化流场涡结构；制动工况下导轮内空化现象最为严重。     

牵引-制动型液力变矩器流场分析

利用计算流体动力学(CFD)技术对新型液力变矩器内部三维流场进行数值分析。根据变矩器内部流场的特点提出一定的假设,以牵引-制动型液力变矩器为基础,通过三维模型得到工作液体的控制体,利用有限元分析软件CFX计算变矩器内部流场,得出牵引和制动工况流场的分布特点,使一维束流理论的设计方法得到完善和改进,是进一步提高液力变矩器性能的基础。     

大能容高宽效可调变矩器设计试验研究

在动力机转速不调节的工程机械上，以及其它需要调速的各种工作机械上，导轮叶片转动的可调变矩器日益得到采用，ＹＢＴ５６０型可调变矩器采用了前倾叶片泵轮，大的流量系数，合理进行了叶栅设计，获得大能容，效率高，高效区宽等较佳的性能，比现在广泛应用的ＬＢ４６型可调变矩优越。     

CFD simulation of anaerobic digester with variable sewage sludge rheology

A computational fluid dynamics (CFD) model that evaluates mechanical mixing in a full-scale anaerobic digester was developed to investigate the influence of sewage sludge rheology on the steady-state digester performance. Mechanical mixing is provided through an impeller located in a draft tube. Use is made of the Multiple Reference Frame model to incorporate the rotating impeller. The non-Newtonian sludge is modeled using the Hershel–Bulkley law because of the yield stress present in the fluid. Water is also used as modeling fluid to illustrate the significant non-Newtonian effects of sewage sludge on mixing patterns. The variation of the sewage sludge rheology as a result of the digestion process is considered to determine its influence on both the required impeller torque and digester mixing patterns. It was found that when modeling the fluid with the Hershel–Bulkley law, the high slope of the sewage stress-strain curve at high shear rates causes significant viscous torque on the impeller surface. Although the overall fluid shear stress property is reduced during digestion, this slope is increased with sludge age, causing an increase in impeller torque for digested sludge due to the high strain rates caused by the pumping impeller. Consideration should be given to using the Bingham law to deal with high strain rates. The overall mixing flow patterns of the digested sludge do however improve slightly.     

液力机械变矩器中单列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整

分析推土机用液力机械变矩器轴承支承结构的特点,根据液力机械变矩器叶轮轴向力的单向性特征,轴承支承结构型式布置成左边游动支承加右边单向固定支承的结构型式.SD8型的轴承支承结构右边采用单列圆锥滚子轴承,单列圆锥滚子轴承的轴向游隙在安装时,靠控制旋转总体右端面与限位调整隔环的间隙来调整,间隙小降低最高效率,间隙大减小轴承使用寿命,最佳间隙应该是液力机械变矩器的最高效率和单列圆锥滚子轴承的最长使用寿命这两要素最优组合的平衡点.最佳间隙不是装配出来的,而是磨合出来的.根据总装、出厂试验和性能试验的经验,总结出单列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整方法.     

Discrete element model for performance analysis of cutterhead excavation system of EPB machine

With the aim of probing for design theory of cutterhead excavation system of earth pressure balance (EPB) machine, the parameters representing the system performance are concluded firstly. Then a 3D model for cutterhead excavation system of EPB machine is presented with the discrete element method (DEM) software PFC^3D, which is capable of simulating the tunneling ground in site, the machine structure and the excavation operation. The performance parameters indicating stability of excavation face, soil discharging rate, cutterhead system torque and cutter wear are measured by running the DEM code. The results obtained with the DEM model are accord with situ data. It indicates that the DEM model is a promising method replacing the field experiment to analyze the influences of the structural parameters on system performances, which are essential for structure optimization design of the cutterhead system of EPB machine.     

On the torque mechanism of Savonius rotors

The aerodynamic performance and the flow fields of Savonius rotors at various overlap ratios have been investigated by measuring the pressure distributions on the blades and by visualizing the flow fields in and around the rotors with and without rotation. Experiments have been performed on four rotors having two semicircular blades but with different overlap ratios ranging 0 to 0.5. The static torque performance is improved by increasing the overlap ratio especially on the returning blade, which is due to the pressure recovery effect by the flow through the overlap. On the other hand, the torque and the power performance of the rotating rotor reaches a maximum at an overlap ratio of 0.15. This effect is largely created by the Coanda-like flow on the convex side of the advancing blade, which is strengthened by the flow through the overlap at this small overlap ratio. However, this phenomenon is weakened as the overlap ratio is further increased suggesting a deteriorated performance of the rotor. Observations of the flow inside the rotor indicate an increased recirculating region at such large overlap ratios, which also suggests a reduced aerodynamic efficiency for rotors with large overlap.     

液力变矩器叶栅系统测量方法

文章介绍了对液力变矩器工作轮的测绘,根据测量出叶片与内外环交线的坐标及叶片安放角度参数（叶片的进出口安放角）,检查所生产的工作轮叶栅系统参数是否与设计图纸一致,对改进设计并提高液力变矩器的匹配性能提出一种较好的方法。     

滑移装载机动力舱内空气流场数值模拟研究

建立了滑移装载机动力舱内三维空气流动数学模型,采用稳态不可压缩雷诺平均N—S方程,紊流模型选择豇叶两方程模型,应用非结构化网格和有限体积法进行计算区域和控制方程的离散。将散热器芯部作为多孔介质处理,风扇用CFD软件FLUENT中的Fan模型代替。对不同风扇流量下动力舱内空气流场进行了数值模拟与分析,为风扇流量的确定提供了理论依据。提出增加进风口数量和增加隔热板等措施改变发动机舱的内部温度场,并进行了计算和试验,结果表明,这种数值模拟方法可以用于动力舱空气流动分析。     

地铁用轴流风机的CFD模拟及研究

应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对地铁用轴流风机的压力场和速度场进行模拟,得出风机在不同风量下的全压和效率,与试验结果基本吻合。在同一风量和转速下,叶顶间隙越小,风机的全压和效率越高,且随着风量的增大,叶顶间隙的影响逐渐减小。在同一风量和转速下,改变叶片安装角,风机效率与全压变化方向相反。在风量较小时,叶片数量对风机的性能影响不大,但在风量较大时,叶片数较少的风机全压和效率随着风量的增大急剧下降。     

基于CALS及Surpac-FLAC3D耦合技术的 复杂空区稳定性分析

 由于受地质条件和探测技术的限制,传统探测方法很难获得复杂空区精确的实际空间分布形状,由此得到的空区用于建立数值分析模型显得过于粗糙,在此基础上进行空区稳定性分析的可靠性程度不高。采用空区激光自动扫描系统(CALS)对复杂空区进行激光扫描,在获得精准三维点云数据的基础上,运用Surpac软件模拟出空区的三维地质模型,通过耦合方法可以在FLAC3D中生成与实际空区空间分布一致的数值模型,提高复杂空区稳定性计算的准确性和可靠性。选取三道庄露天矿的地下空区作为工程实例,利用CALS获得不规则空区的实际空间边界。在此基础上,运用Surpac进行三维块体模拟,研究Surpac与FLAC3D模型耦合技术,成功地将三维模型数据导入FLAC3D中,结合现场实际勘测的围岩力学参数,对空区进行静力计算,分析空区的稳定性。     

风力机叶片周边瞬态风场的混合数值模拟

本文根据已有的三维瞬态风场混合数值模拟方法,首先利用k-ε湍流模型对风力发电机叶片周边的时均湍流场进行CFD数值模拟,用ESDU推荐的方法计算了叶片附近的Reynolds应力张量,并修正叶片周边风场的脉动风功率谱密度函数。基于随机流场生成方法逐点模拟了叶片周边的三维脉动风速场,为今后进行叶片脉动荷载的求解奠定了基础。