依据给定的参数,对水力透平机进行模型设计。采用FLUENT软件对所设计的水力透平机进行了全流道三维定常湍流数值模拟,计算以雷诺时均N-S方程为基础,基于贴体坐标和交错网格划分,对控制方程进行变换和离散。采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解。定常湍流计算采用了标准k-ε湍流模型。模拟计算获得了水力透平各过流部件内部的流动机理,该数值计算方法和结果对水力透平机的水力优化设计具有重要意义。

基于ANSYS FLUENT 14.5仿真平台选用RNGκ-ε双方程模型与基于压强-速度的SIPMLEC求解算法对VR120液力缓速器内流场进行全流道数值仿真分析得到不同转速下的制动扭矩值并通过数据拟合建立制动扭矩与转速之间的关系式;同时利用工况试验台测定液力缓速器在不同转速下的制动扭矩值并与数值仿真分析结果进行比较结果表明：试验测定值与仿真分析值变化趋势一致误差都在10%以内验证了应用该算法对液力缓速器进行仿真分析是有效可行的为液力缓速器的进一步设计提供参考依据。

现有关于液力缓速器制动流场数值计算方法的研究均忽略了换热芯子的流阻压降作用 导致计算边界条件设置不准确的问题.为此 基于三维扫描还原的模型重建技术 考虑换热芯子的流阻压降作用 采取全流道式选取方案 选用RNG 双方程模型与基于压力的PISO 求解算法 运用CFD 技术对VOITH 公司VR120 液力缓速器制动流场进行全流道式数值计算 获得制动力矩与转速特性曲线 并使用流场压力云图对换热芯子的流阻压降作用进行验证分析.结果表明： 制动力矩随着转速的升高呈现二次方增长趋势; 换热芯子的流阻压降作用显著 是不可忽略的流场边界条件 全流道式数值计算方法是必要的.