□ 何延东

辽宁石油化工大学 机械工程学院 辽宁抚顺 113001

液力变矩器广泛应用于车辆、工程机械、石油、冶金、矿山及化工机械等领域，是车辆自动变速系统的主要部件。液体在液力变矩器工作轮中的流动是黏性、不可压缩的三维不稳定的复杂流动，提高液力变矩器的性能和效率，关键是要深刻认识其内部的流动现象和流动结构，在此基础上得到变矩器的先进设计理论和方法。本文应用计算流体动力学方法进行流场数值计算和流场分析，以了解其内部的流动状况，提高设计水平与工作性能。

1 控制方程

液力变矩器内部为湍流流动，故应用连续方程、时均化雷诺方程和k-ε湍流模型，则有：

式中：▽为哈密尔顿算子；V为流体质点速度矢量；εm为涡黏性系数，εm=cμk2/ε；F 为单位质量力；p 为压力；μ为动力黏度；ρ为工作液体密度；k为湍流能量；ε为湍流能量耗散率；cμ为系数，常取0.09。

通过坐标变换可以得到相对圆柱坐标系下的动量方程和连续性方程［1-2］：

动量方程：

连续性方程：

式中：W为相对速度矢量；ω为旋转速度；r为旋转半径。

由于液力变矩器转速很快，内部流动复杂，其流道内存在紊流。研究紊流的基本方程是雷诺方程：

2 数值计算

2.1 基本假设

（1）工作介质密度和黏度在工作过程中的变化很小，故假定工作介质的密度恒定，这意味着可用不可压缩流体控制方程求解液力变矩器内流场。

（2）忽略工作介质的温度变化。稳态工作时液力变矩器油温变化不大，因此忽略温度的影响，仅研究和分析流场的速度和压力分布。……