考虑气蚀的液力缓速器湍流流动尺度解析模拟

摘要

目的:液力缓速器高速运行时会产生气蚀侵蚀现象,进而对缓速器的缓速制动及平稳运行产生不利影响。本文旨在对液力缓速器的气蚀湍流场进行分析,探究气蚀侵蚀发生的原因,为进一步探究减轻气蚀侵蚀的措施提供理论基础。创新点:1.引入目前先进的尺度解析模拟方法来模拟湍流场,使湍流场数值计算结果更加真实;2.采用气液两相流模型和气蚀模型相结合的方法模拟气蚀现象,并通过流场中的气泡体积来衡量气蚀侵蚀程度。方法:1.采用不同的湍流模型解析液力缓速器四种转速下的湍流场,并通过比较流场结果得出不同湍流模型模拟流场的区别(图3~5和7);2.采用应力混合涡(SBES)模型模拟高转速下的气蚀流场,并提取流场处理结果来分析缓速器内部气泡体积的瞬态演变规律(图8和9);3.提取不同时刻的叶片温度来分析气蚀引起的能量变化(图12和13)。结论:1.在四大湍流模型中,SBES模型模拟湍流场涡旋的能力最强且提取出的制动转矩结果与实验值最接近;2.高转速下的气蚀侵蚀情况严重,流场中出现的气泡体积较大,并且,随着时间推移气泡体积累积对缓速器运行将产生不利影响。3.气蚀流场中出现的气泡会影响缓速器湍流场中的涡旋,并且影响缓速器的叶片温度变化。