《pumplinx运动机械cfd仿真基础培训资料汇总》由会员分享，可在线阅读，更多相关《pumplinx运动机械cfd仿真基础培训资料汇总（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PumpLinx运动机械CFD仿 真基础培训资料分享 更新时间：2014-9-17 随着计算机仿真技术的快速发展，CFD应用几乎已经渗透到所有工业领域，在泵、阀门与运动机械方面，PumpLinx凭借其丰富的内置模板、高度自动化的网格生成、精确的气蚀模型和高速的计算能力，为业内人士解决了诸多难题，获得了用户的高度认可。 资讯： PumpLinx液力变矩器解决方案 1.液力变矩器应用背景 自动挡的汽车由于发动机和变速箱之间没有离合器，他们之间的连接是靠液 力变矩器来实现的，液力变矩器的作用一是传递转速和扭矩，二是使发动机和自 动变速箱之间的连接成为非刚性的以方便自动变速箱自动换挡。 国外已普遍将液
2、力传动用于轿车、公共汽车、豪华型大客车、重型汽车、某些牵引车及工程机械和军用车辆等。我国在50年代就将液力变矩器应用到红旗 牌高级轿车上，70年代又将液力变矩器应用于重型矿用汽车上。目前，我国车 辆液力变矩器主要应用于列车机车、一些工程机械和新一代的主战坦克及步兵战 车等车辆上。液力传动在国内工程机械 上的应用始于 60 年代，由天津工程机械 研究所和厦门工程机械厂共同研制的 ZL435 装载机上的液力传动开始的。80 年 代由天津工程机械研究所研制开发了“YJ 单级向心涡轮液力变矩器叶栅系统“和 “YJSW 双涡轮液力变矩器系列“。两大系列目前已成为我国国内工程机械企业的 液力变矩器的主要产
3、品。其产品的主要性能指标已达到国外同类产品的先进水 平。80 年代北京理工大学为军用车辆研制开发了 Ch300、Ch400、Ch700、Ch1000 系列液力变矩器，突破大功率、高能容、高转速液力变矩器的设计与制造关键技 术，达到国际先进水平，满足了军用车辆的使用要求。一些合资企业生产的轿车 和重型载重车等也应用了进口的液力变矩器。同国外相比，我国车辆应用液力变 矩器虽然有了一定基础，但应用范围窄，数量较小，在中型载货汽车、公共汽车、 越野汽车等车辆上没有应用或应用极少。西部大开发和我国经济的大发展，交通 运输、 水利水电、建筑业、能源等领域将是发展重点，因此液力变矩器在我国有 广阔的市场。
4、2.液力变矩器原理简介 液力变矩器主要由泵轮、涡轮，及导轮三个基本元件组成，安装在发动机飞 轮上，以液压油（ATF）为工作介质，起传递，变矩，变速及离合的作用。 液力变矩器有一个密闭的工作腔，液体在腔内循环流动，其中泵轮、涡轮和 导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相联。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体从离心式泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量 传给输出轴。液力变矩器靠液体与叶片 相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。 液力变矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。导轮对液体的导 流作用使液
5、力变矩器的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器。 3.液力变矩器仿真难点 液力变矩器内部流道是封闭的透平机械，流道的内环、外环及叶片表面都为复杂的扭曲曲面，内部流动是非定常的不可压三维粘性流动，仿真难度大， 结果精度难以保证；液力变矩器结构复杂，叶片数众多，网格精度要求较高，网格数量难以控制， 计算速度跟不上实际需求，多数仿真以单流道为模型，设置周期界面来进行 仿真。而在实际流动中，叶轮之间的流动是相互影响的，以单流道仿真势必 会影响结果的精度；当液力变矩器处于耦合工况下时，此时导轮是处于运动状态的，但如何设置 导轮的转速则需要事先做一些假设，而无法根据实际运行工况实时计算导轮 的运动
6、状态，这也是目前其他 CFD 软件计算的难点所在。 4. PumpLinx 液力变矩器仿真技术优势 PumpLinx 作为专业的运动机械 CFD 仿真软件，对于液力变矩器的仿真具有 一些独特的技术优势： 1、PumpLinx 内置有旋转机械模板，可快速高效地进行液力变矩器模型设置和求 解，对于一些比较细微的物理现象 PumpLinx 也能仿真出来。 2、PumpLinx 软件基于 CAB 算法的笛卡尔网格，划分速度快、精度高、网格数 量少，尤其适用于这种结构复杂几何模型，既能较好地进行自适应网格加密， 同时又最大限度地控制了网格数量； 3、PumpLinx 求解器在通用 CFD 求解器基础上做
7、了优化，因此求解快速性好， 稳定性高；结合 PumpLinx 的网格功能，使得 PumpLinx 可以较快较好地实现 液力变矩器全流道的数值仿真，提高数值模拟精度； 4、PumpLinx 内置旋转自由度模板，对于耦合工况下导轮的运动，PumpLinx 自 由度模型可根据力平衡关系自动计算导轮转速，确定导轮的运动状态，预测 扭矩、功率等数值。 5. PumpLinx 液力变矩器应用案例 以某液力变矩器模型为例，介绍 PumpLinx 在液力变矩器 CFD 仿真中的应用。 5.1 模型简介 液力变矩器模型主要由泵轮、涡轮和导轮三部分组成，从 CAD 软件中将这 三部分流体域以 stl 格式导出到
8、PumpLinx， 采用 PumpLinx 基于二叉树方法的笛卡尔网格技术对其进行网格划分，在叶片头部等曲率较大的部位网格会自动加密，最终得出的网格数约为 100 万。 5.2 模型设置 对于液力变矩工况，需调用的模板为泵轮模板、涡轮模板和湍流模型；对于 液力耦合工况，则还需调用导轮模板和转动自由度模型，用来模拟导轮的运动情 况。 对于液力变矩工况，选择泵轮和涡轮模板，分别设置泵轮和涡轮转速和旋转 中心即可，湍流模板可自动设置湍流模型求解相关的各项参数，无需做其他设置对于液力耦合工况，除以上设置外，需调用导轮机械模板和转动自由度模板； 导轮的转速是由自由度模型计算得来，因此设置导轮模板的转速单
9、位为可变 转速（variable radian per second），其转速值为由 rotate_1d.omega 表示，该值 由自由度模型实时计算得出。 5.3 液力变矩工况结果分析 以液力变矩工况为例，针对转速比 0.8 的工况，分析该液力变矩器流场计算 的合理性。 泵轮和涡轮的压力均呈清晰的带状分布，流体经过泵轮后压力额速度都逐渐增大， 在泵轮出口处达到最大值，说明泵轮叶片对液体 做功，将机械能转换为动能及压能。当液流从泵轮进入涡轮后，涡轮入口形成一 个高速高压区，随着速度及压力的减小逐渐转化为机械能，因此在涡轮出口和导 轮入口形成低速区，此时速度达到最低值。液体在经过导轮时压力进一步
10、降低， 在出口处达到最小值。同时液体经过导轮时压力进一步减小，在出口处达到最小 值。这与实际理论都是相吻合的，也说明了 PumpLinx 仿真结果的准确性。 改变液力变矩器的转速比，在转速比 0-0.9 范围内取一系列值，对液力变矩 器进行多工况数值仿真，得到泵轮、涡轮在不同转速下的转矩比，绘制液力变矩 器原始特性曲线，分析液力变矩器性能优劣，为改型设计和优化提供仿真依据。 下图即为通过多工况数值仿真得出的液力变矩器原始特性曲线图。 5.4 液力变矩器仿真总结 考虑到液力变矩器模型的复杂性、网格数量和求解速度等原因，过去工程师 多以单流道模型为仿真对象进行液力变矩器性能的研究。本算例采用 Pu
11、mpLinx 软件对液力变矩器全流道模型进行数值仿真，可预测液力变矩器内压力、速度分 布，以及流场内部的回流、脱流现象，并可得出液力变矩器的原始特性曲线，预 测其效率、转矩特性等，对于液力耦合工况也有专业的解决方法，这些为工程师的产品设计研发提供了有力的依据和指导方向。 PumpLinx 独特的网格划分方法、 快速设置的模板功能、高效的求解功能都为工程师的实际研究工作提供了大大的帮助。 相关仿真信息如下： 网格总数约 100 万； 稳态工况，残差收敛至 0.001 所需时间：30 分钟以内（PumpLinx 为相对 残差）； 电脑配置为 8G 内存，4CPU。 更多资讯： 1.某立式离心水泵流
12、场 PumpLinx数值模拟（一） 2.某立式离心水泵流场 PumpLinx数值模拟（二） 3.某立式离心水泵流场 PumpLinx数值模拟（三） PumpLinx产品手册： 1.PumpLinxSimerics手册3.0（EN）.pdf 2.HyperMesh在核电阀门抗震分析的应用 3.泵CFD模拟专家Pumplin轴流泵手册(EN).pdf 4.PumLinx离心机仿真手册（EN）.pdf 5.PumpLinx泵与电机手册（EN）.pdf 6.PumpLinx多级泵仿真手册（EN）.pdf 7.PumpLinx动阀模拟（EN）.pdf 8.Pumplinx正位移泵（EN）.pdf 9.E
13、ckardt离心压缩机PumpLinx仿真演示（EN）.pdf PumpLinx汽车应用案例： 1.外齿轮泵Pumplinx数值模拟结果分析报告.pdf 2. 汽车机油泵PumpLinx方案.pdf 3.变排量外齿轮泵（EN）.pdf 4.PumpLinx在汽车工业CFD仿真中的应用.pdf 5.汽车行业泵、泵阀联合与系统级CFD仿真.pdf 1、仿真关键技术问题与关注点 2、PumpLinx解决方案及其技术优势 3、汽车行业工程应用实例 PumpLinx产品解决方案： 1.PumpLinx压缩机解决方案.pdf 2.PumpLinx液力变矩器解决方案.pdf 3.基于PumpLinx与ACTRAN的泵阀与旋转机械噪声解决方案.pdf 4.汽车燃油柱塞泵PumpLinx仿真解决方案.pdf 5.汽车工业泵、阀及三维系统级CFD仿真PumpLinx解决方案_发布版.pdf 6.泵CFD模拟专家Pumplinx软件简介及其在汽车发动机CFD仿真中的应用.pdf 7.液压舵机用泵PumpLinx解决方案.pdf 相关专题： 1. Pumplinx阀门数值仿真专题网络培训 2.卓越的液力变矩器分析软件 -PumpLinx 3.离心泵的仿真优化设计
