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多参考坐标系模型在液力变矩器稳态内流场分析中的应用研究

来源:YB亚博体育官网气动与密封??作者: 王欢 吴光强

  0 引言

  液力变矩器是一种包含了离心泵轮、向心涡轮、轴流式导轮的透平机械,各叶轮旋转速度不同、内部空间扭曲且流动是复杂的湍流, 这使得其内流场分析的难度较大。

  液力变矩器稳态内流场分析的一个难点是多旋转(静止)区域耦合,解决这一问题的主要方法有:多参考坐标系(Multiple Reference Frame,MRF)模型、混合面(mixing planes)模型。 国内以往的稳态内流场研究主要采用的是混合面模型[1-3];在国外亦出现了少量的采用 MRF 模型的文献,Chinwon Lee[4]采用 3 个泵轮、涡轮流道以及 2 个导轮流道来构造计算区域, 在各叶轮的交界面上采用的是 MRF 模型加以处理。 虽然截取部分流道以使得交界面的接触面积接近相等, 但是由于液力变矩器三个叶轮的叶片数是互质的, 截取部分流道就意味着会造成计算的质量流量与实际的流量有一定的偏差。Giwoo Kim[5]采用MRF 模型在交界面进行处理,分析的结果表明 MRF 模型的优势是可以单独划分三个叶轮网格。

  本文通过理论和仿真对比分析了混合面模型和MRF 模型的特点,进一步探讨了 MRF 模型在液力变矩器稳态内流场分析中的应用价值。

  1 MRF 模型与混合面模型的对比

  1.1 MRF模型

  MRF 模型是处理多个不同转速(速度)旋转(平动)区域的稳态方法。在每个移动区域采用移动参考坐标系方程单独求解,如果区域是固定的,则采用固定坐标系方程求解。 在临近的两个区域交界面(interface)上使用一个局域参考坐标系来实现从一个临近区域的计算得到的边界上的通量传递给另外一个区域边界的通量[6]。

  笛卡尔张量形式的相对运动方程可以写为:

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标签: 液力变矩器 流场 责任编辑:admin??时间:2019-01-12??点击:次

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