华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (3): 95-105.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.210232
所属专题： 2022年机械工程
制动工况下液力变矩器大涡模拟流场仿真及可视化试验验证
柴博森1,2,3 王广义1 朱国仁1† 闫东1 陆振华4 迟成芳4
- 1.吉林大学 机械与航空航天工程学院，吉林 长春 130022；
2.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林 长春 130022；
3.长安大学 高速公路筑养装备与技术教育部工程研究中心，陕西 西安 710061；
4.江苏华隆兴机械工程有限公司，江苏 无锡 214023
Large Eddy Simulation Flow Field Analysis and Visualization Test Verification of Hydraulic Torque Converter Under Braking Condition
CHAI Bosen1,2,3 WANG Guangyi1 ZHU Guoren1 YAN Dong1 LU Zhenhua4 CHI Chengfang4
- 1. School of Mechanical and Aerospace Engineering, Jilin University, Changchun 130022, Jilin, China;
2.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, Jilin, China;
3.Engineering Research Center of Ministry of Education of Contrution and Maintenance Equipment and Technology of Expressway, Chang'an University, Xi'an 710061, Shaanxi, China;
4. Jiangsu Hualongxing Mechanical Engineering Co.,Ltd., Wuxi 214023, Jiangsu, China
摘要： 为了准确地揭示液力变矩器流场时空演化机理，基于计算流体动力学理论，采用5种不同的大涡模拟（LES）亚格子湍流模型（SL、WALE、WMLES、WMLES S-Omega、KET）精细仿真制动工况下液力变矩器三维流场，识别并提取涡轮内部非定常多尺度三维涡结构，籍此分析时空多尺度涡演化特征及其对流场结构演变的影响规律。基于粒子图像测速（PIV）技术，采用动态实时标定方法，试验测量液力变矩器涡轮内部流场，依托试验后处理所提取的流速场和涡量场信息，对比验证大涡模拟仿真结果，并对5种亚格子湍流模型的仿真适用性进行分析。结果表明：制动工况下，SL和WMLES模型针对涡轮流道主流区域多尺度涡仿真结果相近，流速为0.32～0.85m/s，涡量为250.77～792.95s-1；针对涡轮叶片压力面近壁高流速区域，WMLES模型仿真结果与PIV试验结果相吻合，流速为3.7～4.4m/s，而WMLES S-Omega模型对该区域内涡量场的仿真结果较好，涡量为526.47s-1；从三维涡仿真角度来看，WMLES和WMLES S-Omega模型对叶片吸力面附近三维涡数值模拟结果更加丰富，针对叶片近壁面小尺度涡旋结构捕捉较为准确，KET模型仿真结果重现了涡轮叶片出口处明显的涡脱落现象，其他模型对于三维涡结构识别不够准确。研究结果可为液力变矩器高精度数值模拟提供理论指导。
中图分类号:
