液力缓速器是一种应用于大功率车辆上的辅助制动液力元件,数值仿真时间成本高、流场数据挖掘不充分等问题制约着其设计开发进度。本文旨在充分挖掘其内部流场的流动特性、寻找流体运动规律,完成叶栅系统倾斜方位的优化,构建缓速器输入参数与内部流场及制动外特性的预测模型,为提升液力缓速器性能和提高控制系统设计效率奠定基础。本文内容可分为以下几个层次:一、分析某双循环圆液力缓速器结构特点,对其全充液、不同转速工况进行数值仿真,仿真与实验结果对比显示不同转速下制动转矩相对误差均在3%以内,模型具有较高准确性。分析缓速器轮全充液工况下腔内部的稳态流动特点,并在此基础上优化叶片倾斜方位,结果表明优化后轮腔内部循环流速加快,吸力面附近旋涡强度增加,制动转矩提升58%以上。二、应用滑移网格技术对不同转速下液力缓速器全充液工况进行瞬态仿真分析,将瞬像技术与本征正交分解技术相结合对缓速器内部流体域瞬态仿真结果进行降阶处理,获得原始流场中占据不同权重的流场模态。对比分析不同采样数量和不同转速下的流场模态能量,发现流场模态的能量随采样数量增加逐步稳定,流场模态为缓速器内部固有特性,受转速影响较小。采用降阶模型技术对原始速度场进行重构,并对重构时流场模态系数及重构误差进行分析。结果表明,主要的流场模态系数随时间呈现正弦变化,成对出现的流场模态系数随时间变化的幅值和频率相同,相位相差90°;降阶重构误差随流场模态数量增加而减小,重构用流场模态数量一定时,误差随时间出现小幅波动。三、将代理模型与本征正交分解技术相结合,提出了液力缓速器流动特性降阶预测模型。通过提取不同转速下叶片压力面与吸力面上压力场,运用本征正交分解方法提取其中主要流场模态结构,采用Kriging和RBF两种代理模型建立缓速器输入转速与流场模态系数之间关系,进而形成流动特性降阶预测方法,对给定结构的液力缓速器不同转速下压力场、制动特性进行预测。对比预测结果与真实流场仿真结果可知,预测误差满足工程需求,预测模型具有较高精度。