基于PIV试验的水介质液力偶合器涡轮流场仿真评价

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作   者：

柴博森;  项玥;  刘勇;  王志豪;  张雅超;  刘思远; 

作者机构：

吉林大学机械与航空航天工程学院;  吉林省产品质量监督检验院;  中机试验装备股份有限公司; 

关键词：

涡量场;  图像标定;  湍流模型;  流速场;  粒子图像测速;  液力偶合器; 

期刊名称：

华南理工大学学报(自然科学版)

基金项目：

液力偶合器非定常漩涡流场多尺度演化特征及能量损失机理研究

i s s n：

1000-565X

年卷期：

2018 年 46 卷 05 期

页   码：

125-134

摘   要：

为揭示水介质液力偶合器涡轮流场的特征及演化规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用4种湍流模型(DES、DDES、IDDES、LES)仿真制动和牵引工况下的涡轮流场结构.通过粒子图像测速(PIV)试验,采用静态、动态图像标定方法实测涡轮流场图像.通过PIV流场试验结果与CFD仿真结果的对比评价4种湍流模型的适用性.结果表明:制动工况下,LES模型对主流区域多尺度漩涡流场结构的仿真结果趋于真实,流速为3. 52～3. 81 m/s,涡量为480～540 s-1; IDDES模型对叶片近壁面区域流速场的仿真表现卓越,流速为3. 14～3. 51 m/s,而DES模型对该区域内涡量场的仿真较好,涡量为500～570 s-1.牵引工况下,DDES和IDDES模型的仿真结果失真; DES模型对主流区域漩涡流场结构的仿真效果不如LES模型,但是能够体现多尺度涡旋沿圆周方向运动的基本趋势; LES模型的仿真结果与PIV试验结果吻合,能够体现沿圆周方向运动的多尺度涡旋之间的相互混合作用,流速为1. 40～3. 60 m/s,涡量为30～130 s-1.研究结果可为精确仿真液力偶合器涡轮流场提供一定的技术指导.