基于FLUENT的齿轮泵内流场分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Analysis of Internal Flow Field of Gear Pump Based on FLUENTXU Yan，GU0 Jinjin。LIU Jie(School of Mechanical Engineering，Tianjin University of Technology，Tianjin 300384，China)Abstract：The gear pump is widely used in all kinds of hydraulic machinery，and its performance is directly afected to the hy-draulic system. The internal flow field of gear pump was simulated numerically tll flow analyzing software FLUENT in diferentboundary conditions，and the performance af ected by its structure was analyzed，especially for the generation of noise. It providesreference for optimization of the gear pump，at the salne time，establishes a certain foundation for feasibility study of optimizationproject。

Keywords：Gear-pump；FLUENT；Optimization；Internal flow field齿轮泵是液压系统中应用比较广泛的容积式液压泵。它是通过两个相互啮合的齿轮的连续转动产生密封容积变化，以实现连续的吸油和排油过程，齿轮泵具有结构简单、自吸能力强、对油液不敏感等比较突出的优点，但齿轮泵也存在由于其结构特点造成的径向力不平衡，困油现象及泄漏的缺点，并且这种缺点导致了流量脉动大，乃至整个液压系统噪声高。

FLUENT是 CFD (Computational Fluid Dynamics)软件中相对成熟和运用较为广泛的商业软件，它可以模拟和分析复杂几何区域内的流体流动和热传现象，并且可以支持多种网格。作者利用流体分析及工程仿真软件FLUENT对外啮合齿轮泵的内流厨行数值模拟，分析其内流场的压力场与速度场，观察由于齿轮泵本身结构所产生的泄漏、气蚀以及困油现象。

1 几何模型的建立因为齿轮是对称的旋转体 ，所以只对外啮合齿轮泵进行二维建模 ，该齿轮 泵 的 二 维 平 面 图 由CAXA建 立 ，如 图 1所示。 图1 CAXA建模齿轮主要参数：齿数为 10，模数为3 nlnl，压力角为 20。，变位系数为 0.5，工作额定压力为 2.5MPa。然后导入到专业的CAE前处理软件 ICEM CFD中，以完成齿轮泵模型的前处理和网格划分，网格化分的有限元模型如图 2所示。计算网格采用了非结构化网格，这种网格易于做网格自适应，该模型网格类型为三角形网格，网格数和节点数 目可通过Check获得，并生成 Mesh文件。

2 基于 FLUENT的求解2.1 与 网格相关的设置图 2 有限元模型将Mesh文件导入到 FLUENT二维求解器中，根据实际要求 ，选择适当的网格尺寸比例，并检查网格尺寸 ，保证最小网格单元必须不为负 ，否则需要重新划分网格。

2.2 设置求解器模型(1)选择计算模型由于齿轮泵中左右齿轮存在相对运动，因此为非定常问题，即流动要素是随时间发生变化的，所以在时间项 (time)中选择非定常流动 (Transient)；它是在湍动能方程的基础上，引入-个湍动耗散率 的方程，形成了k- 双方程模型。

收稿日期：2012-03-16作者简介：许燕 (1987-)，女，硕士研究生，主要从事液压元件与系统设计。E-mail：063-xuyan###163.com。