基于CFD的齿轮泵流体分析开题报告

1. 研究目的与意义

齿轮泵是液压传动及润滑系统中的常用部件，它是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。为了准确捕捉齿轮泵的内部流场变化,本课题拟对齿轮泵的流场仿真进行研究。

利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent软件的动网格技术对齿轮泵的二维简化模型进行流场分析,为齿轮泵的三维流场仿真分析奠定基础,为基于动网格的齿轮泵内部流场模拟走向实践奠定基础。同时，为齿轮泵的优化设计提供理论基础。

2. 国内外研究现状分析

关于齿轮泵的流体分析，其研究分支非常多而且复杂，其运用的计算机软件也有很多种，目前已有一定研究成果的国内外已有很多专家学者研究的内容有：复合齿轮泵的流场仿真分析研究，润滑用齿轮内部流场动态模拟，三惰轮复合齿轮泵流场仿真，多联齿轮泵流量特性的分析和仿真，离心风机三维流场数值计算分析，用adina软件对水压外啮合齿轮泵内部流场仿真。具体如下：

淮南联合大学的李娟、曹多美对复合齿轮泵的进行了流场仿真研究，她们利用计算流体动力学（cfd软件）fluent软件的动网格技术对复合齿轮泵的二维简化模型进行了流场仿真，为复合齿轮泵的三维流场仿真分析奠定了基础,为基于动网格的齿轮泵内部流场模拟走向实践奠定基础。

华南理工大学的江帆、陈维平、李元元、屈盛官做过了润滑用齿轮泵内部流场的动态模拟，采用动网格技术对柴油机的润滑齿轮泵进行动态数值模拟,分析齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。结果表明:1)泵内的压力不同瞬时有所变化,但都保持进油腔压力低,排油腔压力高;2)进/排油腔内高/低速区在不同的瞬时位于不同齿轮侧,对齿轮产生冲击。

3. 研究的基本内容与计划

由于齿轮泵实体模型较复杂，用flunent做三维流场分析对计算机的要求非常高，本次研究只对齿轮泵的二维模型进行流场仿真，得出流场的速度、压力分布规律。仿真之前在autocad中对其进行二维建模。研究计划：

1~2周(3.1~3.14)：调研、查阅文献资料；完成开题报告、英文翻译；

3~3周(3.15~3.21)：学习掌握ansysworkbench软件、autocad软件二次开发；

4. 研究创新点

无。