隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)于乘用車/商用車等的潤滑系統(tǒng)性要求越來越高。以往在產(chǎn)品的潤滑性能的開發(fā)、提升等工作中，主要依賴于臺(tái)架實(shí)驗(yàn)。雖然臺(tái)架實(shí)驗(yàn)?zāi)苤庇^的獲取潤滑性能的“好”與“壞”，但成本高、周期長，不利于產(chǎn)品的快速迭代與性能提升。

因此，需要一款飛濺潤滑分析軟件，能夠在設(shè)計(jì)初期對(duì)潤滑系統(tǒng)的潤滑效果進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的仿真分析，確認(rèn)各個(gè)零部件潤滑油量滿足設(shè)計(jì)要求，避免試驗(yàn)驗(yàn)證階段出現(xiàn)由于潤滑不足導(dǎo)致的零件燒蝕、齒輪失效、軸承壓痕等問題，以滿足項(xiàng)目開發(fā)階段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析工作。

本期使用Altair nanoFluidX從分析設(shè)置、流場(chǎng)分析、軸承端部油量分布與齒輪箱熱分析、攪油損失扭矩值幾方面來分析新能源齒輪箱中的攪油潤滑分析。

小汰提醒：本文動(dòng)圖酷炫密集，大家注意流量哈~

?  多相流分析

?  物理時(shí)間:   2 s

?  分辨率:   0.75 mm

?  粒子數(shù)量:  11.8 million

?  前處理時(shí)間:  1 h

?  硬件平臺(tái)：8 NVIDIA Tesla V100

 ?  分析結(jié)果中可以生成酷炫的渲染動(dòng)畫

 ?  nanoFluidX使用特殊的時(shí)間平均后處理方法：

我們對(duì)瞬態(tài)的流場(chǎng)取時(shí)間平均，創(chuàng)建一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)。這提供了更加準(zhǔn)確、清晰的流場(chǎng)分布信息，讓我們關(guān)注到齒輪箱內(nèi)的油平均分布狀態(tài)。

在中間齒輪上部存在一個(gè)大的低速漩渦：

來自輸出齒輪的高速油“撞”到反向旋轉(zhuǎn)的中間齒輪，油被分成兩部分：

?  一部分構(gòu)成漩渦 

?  一部分流向輸出軸

中間軸的大齒將油甩向主油底殼，在中間軸下方形成回流區(qū)（由輸入軸的油補(bǔ)充）：

為何要耦合AcuSolve進(jìn)行熱分析？

因?yàn)榱鲃?dòng)和傳熱的時(shí)間尺度差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)求解計(jì)算量太大。采用SPH算法求解器nanoFluidX計(jì)算高度瞬態(tài)的流動(dòng)現(xiàn)象，通過時(shí)間平均法提取準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)信息，下一步映射給FEM算法的求解器AcuSolve， 最終獲得穩(wěn)態(tài)的溫度場(chǎng)。

 ?  齒輪箱外表面給定對(duì)流換熱系數(shù)

 ?  對(duì)流換熱系數(shù):  20 W/m2-K

 ?  參考溫度:  300 K

圖中箭頭所指的中間軸的這一側(cè)的軸承端部，幾乎沒有油分布，從而導(dǎo)致了這一端的軸承溫度較高。

總的攪油損失功率: 0.73 kW

 ?  緊湊的殼體結(jié)構(gòu)使得齒輪箱內(nèi)部的流場(chǎng)無法過多的發(fā)展。

 ?  在這一齒輪箱內(nèi)部唯一的主要流場(chǎng)結(jié)構(gòu)就是中間軸上方的大渦漩。

 ?  在該位置處的流動(dòng)主要有三個(gè)方向：

 ?  流向輸入軸

 ?  流過中間齒，再流回油池

 ?  回流

 ?  平均流場(chǎng)的分析結(jié)果顯示，在輸出軸、中間軸的左側(cè)軸承，和輸入軸的右側(cè)軸承都存在缺油現(xiàn)象。

 ?  熱分析結(jié)果顯示有些區(qū)域的溫度明顯較高，需注意冷卻。

 ?  使用nanoFluidX可以準(zhǔn)確地識(shí)別缺油區(qū)域以及潤滑的關(guān)鍵區(qū)域油量分布情況。

每每暴雨季節(jié)，遇到低洼路面，開車的小伙伴們就很愁苦，因?yàn)閻圮囈嫠旭偭耍奁萜?..??）

汽車涉水能力也是衡量汽車質(zhì)量水平的重要指標(biāo)。

nanoFluidX新版本加入全新功能-車輛涉水分析！

點(diǎn)擊下方炫酷視頻一探究竟吧：

本案例采用基于SPH算法的流體求解器nanoFluidX和高性能GPU顯卡分析汽車涉水的動(dòng)態(tài)過程，觀察水流對(duì)車身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的沖刷，以及外車身的泥水污染現(xiàn)象。

 ?  粒子間距：5 mm

 ?  水深: ：100 mm

 ?  車速：30 km/h

 ?  物理時(shí)間：5 s

 ?  計(jì)算時(shí)間：18h26min @ 8 Nvidia V100

 ?  前處理建模時(shí)間：1 h