液力变矩器三维仿真研究与CAD建模详解

本文主要探讨的是汽车用液力变矩器的设计与性能仿真技术，特别是在机械CAD图纸中的具体应用。液力变矩器作为一种关键的汽车传动系统组件，其设计和性能对车辆的动力传递和燃油效率有着重大影响。研究者以三维流场理论为基础，借助先进的CAD软件如UG、GAMBIT以及CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）软件FLUENT，对液力变矩器内部的流场进行了深入的仿真分析。 文章首先概述了液力变矩器的背景，强调了国内外对其广泛应用的情况，以及三维流场理论在该领域的发展趋势。液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等部分组成，其工作原理是利用液体的动能转换为机械能。研究的核心内容围绕如何通过三维流场理论来优化设计，特别是关注其内部压力分布和流速特性。 接下来，文章详述了计算流体力学的基本理论，包括连续性方程和动量守恒方程，针对不可压缩流体的特点，解释了为何可以忽略能量守恒方程。对于这些方程的离散化方法，文章着重讲解了有限体积法，涉及网格生成技术，包括结构网格、非结构网格和混合网格的区别。同时，还讨论了常用的湍流模型，以及如何处理近壁效应和流场数值计算的算法。 在软件选择上，文章选择了FLUENT作为主要的CFD工具，并对如何处理液力变矩器流场的假设和简化进行了阐述。通过UG软件创建叶轮流道的几何模型，GAMBIT则用于生成计算网格，以六面体网格提高计算精度。在求解过程中，采用了分离求解器的隐式格式，选用绝对速度方程和标准k-ε湍流模型，壁面函数也采用标准处理。为了提高解算精度，离散格式采用了二阶迎风格式，而压力-速度耦合则选择SIMPLE方法。 这篇文章深入探讨了汽车用液力变矩器的三维流场设计与仿真过程，旨在通过CFD技术优化其内部流动性能，以提升汽车的动力性能和燃油经济性。这一研究对于汽车行业的发展具有重要意义，也为其他类似复杂流体系统的设计提供了参考方法和技术指导。