【摘要】：液力變矩器通過葉柵進(jìn)行機械能與流體動能間的轉(zhuǎn)換，且葉片是空間扭曲的，故葉柵系統(tǒng)設(shè)計是液力變矩器設(shè)計最重要也是最困難的部分，其直接決定液力變矩器性能。本文針對液力變矩器葉柵系統(tǒng)造型及優(yōu)化開展研究，提出了基于貝塞爾曲線的液力變矩器葉片造型方法，建立了靈活性高、適應(yīng)性好的葉柵系統(tǒng)設(shè)計體系，構(gòu)建了集幾何建模、網(wǎng)格劃分、三維粘性流場計算于一體的集成式葉柵優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，實現(xiàn)了CFD技術(shù)、實驗設(shè)計及智能優(yōu)化算法的有機結(jié)合，提高了葉柵系統(tǒng)的設(shè)計水平。進(jìn)行了葉柵設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)敏感性研究，建立了敏感設(shè)計參數(shù)與液力變矩器性能指標(biāo)間的關(guān)系，對提高液力變矩器的性能具有重要意義。 基于液力變矩器葉片形狀的幾何特點，提出了基于貝塞爾曲線的液力變矩器葉片參數(shù)化造型方法，建立了葉片角度、拐點等幾何控制參數(shù)與Bezier曲線控制點間的數(shù)學(xué)關(guān)系，實現(xiàn)了葉片形狀的交互設(shè)計； 針對空間扭曲葉片無法直接展開的問題，提出了保形映射來進(jìn)行葉片展開圖與葉片三維實體之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了三維不可展扭曲葉片曲線的展開，相比傳統(tǒng)多圓柱面投影方法提高了葉片的設(shè)計精度； 結(jié)合單流道穩(wěn)態(tài)CFD計算快速和全流道瞬態(tài)CFD計算準(zhǔn)確的特點，提出了基于CFD分析的葉柵參數(shù)分段優(yōu)化設(shè)計的方法，首先基于單流道穩(wěn)態(tài)計算對葉柵參數(shù)進(jìn)行快速尋優(yōu)，然后在初步優(yōu)化結(jié)果內(nèi)利用全流道瞬態(tài)計算進(jìn)行精確特性預(yù)測，確定最優(yōu)葉柵參數(shù)，提高了設(shè)計精度和速度； 分析了葉柵系統(tǒng)參數(shù)對液力變矩器性能的影響，確定了敏感設(shè)計參數(shù)，得到了設(shè)計參數(shù)對性能的影響規(guī)律以及各參數(shù)間的交互影響效應(yīng)，并進(jìn)行了試驗驗證； 利用葉柵參數(shù)化設(shè)計體系對扁平液力變矩器葉柵系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并進(jìn)行了樣機制造及試驗，結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化后液力變矩器峰值效率得到較大提升，由優(yōu)化前的75.7%提高到86.2%，驗證了集成式葉柵設(shè)計系統(tǒng)的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.332
【圖文】：

循環(huán)圓參數(shù)化界面

圖 3.12 三維葉片構(gòu)造流程圖 3.12 所示為新型葉片設(shè)計方法的三維葉片構(gòu)造流程，首先采用貝塞爾曲線分別進(jìn)行單元葉片骨線和單元葉片厚度的構(gòu)造（圖 3.13），隨后對單元葉片骨線和厚度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放獲得實際的葉片骨線和厚度，再將厚度施加到葉片骨線上，構(gòu)造實際

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2786511