以汽车液力变矩器为研究对象,基于CFD流体仿真方法对其内部流场进行数值分析。建立了液力变矩器的有限元模型,对液力变矩器进行不同工况及不同表面压力和速度的仿真分析。仿真结果表明,液力变矩器的最大压力与速比、液体流动速度与速比之间呈明显的负相关;在中间面上,不同速比下的液体流动都没有明显的流动方向,并且在吸力较大的一侧出现了二次流动,二次流动的范围与速比之间呈现一定程度的正相关;在出口面上,不同速比下液力变矩器的出口部位均出现了二次流情况,在靠近内环处均出现逆流,逆流的出现使流动损耗加大。

通过使用不同曲率的弯管组合，在流动过程中引入周期性变动的二次流，实现对流体内部微团运动的控制。根据流动的二次流动力学模型，建立了在整个管道内部不同截面之间流体微团运动的非线形映射关系，并研究了微团在该映射下的运动特征及其在混合上的应用效果。结果表明，相比采用统一曲率的弯管组合，采用变曲率弯管可以更有效地突破混沌映射截面上由周期点和不动点组成的常规区域，提高扭管系统的混合操作效率。实现在层流状态下的高效混合。

利用五孔探针对小流量工况下离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量,给出了蜗壳螺旋通道部分的3～8个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形.结果表明,在小流量工况下,蜗壳内部的二次旋涡在蜗舌处就开始形成,在一个横截面内,由开始有1个涡发展成2个、甚至3个涡;速度沿径向的分布与动量矩守恒规律有比较明显的差别,特别是蜗舌附近区域的速度和压力分布与通常的分析有很大不同;蜗壳内的损失可初步归纳为4种:二次流损失、内泄漏损失、冲击损失和磨擦损失;在小流量工况下,二次流损失和内泄漏损失相对最为严重.

首先根据张量分析推导出旋转螺旋坐标系下流体的相对运动方程,采用摄动方法求解了圆截面旋转螺旋管道内的粘性流动,得到二阶摄动解;研究了在曲率、挠率和旋转共同作用下的流体运动的特性;结果表明:旋转螺旋管道与不旋转螺旋管道内的二次流动以及轴向速度的分布存在明显的差别,在圆截面上最多可存在上下不对称的四个涡,轴向速度最大值所在的位置与挠率和科氏力(Coriolis force)与离心力(Centrifugal force)之比有关.