基于动态混合RANS/LES模型的液力变矩器内部流场的数值模拟

作     者：鄢万斌 杨孔华 金开雕 陈素姣 章勇华 刘春宝 YAN Wan-bin;YANG Kong-hua;JIN Kai-diao;CHEN Su-jiao;ZHANG Yong-hua;LIU Chun-bao

作者机构：柳工柳州传动件有限公司传动件研究所广西柳州545007 广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007 吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 

出 版 物：《吉林大学学报（工学版）》 (Journal of Jilin University:Engineering and Technology Edition)

年 卷 期：2024年第54卷第4期

页      面：926-937页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：吉林省科技发展计划项目(20210509007RQ) 柳州市科技计划项目(2021BAC0101) 

主　　题：液力变矩器 尺度解析模拟 内流场 计算流体力学 

摘      要：针对传统的一维束流研究方法无法对高功率密度液力变矩器工作腔内部复杂的时变瞬态湍流流动状态进行描述的问题,通过对计算流体力学(CFD)计算中的湍流模型进行设置,将RANS、LES、DES和SBES模型与精细六面体网格和介质动态物理化学特性进行高效的耦合集成,为液力变矩器(TC)瞬态仿真提供指导,以预测其外特性性能和复杂内流场分布。通过定性、定量分析液力变矩器内部的流动结构和导轮叶片边界层涡系拟序结构的时序演化,发现动态混合模型(DHRL)中的应力混合涡模拟(SBES)方法能够充分辨视工作腔内边界层的流动,实现了多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉,并通过台架实验得到原始特性预测结果的最大误差不足4%。另外,本文还阐明了工作腔内流动损失产生机制,揭示了涡结构产生、发展、输运、破碎及合成等一系列主导湍流转捩过程的流动机制,为高效地开发新产品以及改进原有产品提供了计算方法。