液力变矩器湍流WMLES数值模拟与三维涡系重构

【作者】 柴博森； 丛皓； 杨昊旻； 杨洋； 潘军；

【机构】 吉林大学机械与航空航天工程学院； 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室； 中机试验装备股份有限公司；

【摘要】 液力变矩器内部流场是具有多种流动状态和多种物理效应并存的非定常多尺度漩涡流场,多尺度漩涡流动的产生、发展以及彼此之间的相互作用将导致出现复杂的湍流现象,通过数值模拟方法精细化解析重构液力变矩器湍流时空结构并准确预测其外特性,对于优化设计叶栅结构及改进提升产品性能具有重要的科学研究意义与工程应用价值。基于计算流体动力学理论,采用大涡模拟亚格子湍流模型WMLES S-Omega仿真失速工况下液力变矩器瞬态流场,通过?_L涡识别方法重构其内部三维涡系结构,提取泵轮、涡轮、导轮二维流场,依托流速场、涡量场流动图谱信息分析非定常多尺度漩涡流场时空演化规律与能量传递及损耗机理。结果表明:1.采用WMLES S-Omega湍流模型仿真结果准确,失速工况下外特性预测结果与试验结果误差控制在5%以内,其中变矩比误差为4.95%,泵轮转矩系数误差为4.04%;2.?_L涡识别方法不受阈值选择敏感性影响,取阈值0.52时重构三维多尺度涡系能够清晰地呈现强涡、弱涡结构特征及其动力学演化特性。研究结果可为液力变矩器湍流高精度数值模拟及多尺度流场解析重构提供一定的理论与技术指导。更多还原