构局部放大图。
[0048] 图15是本实用新型具有多生物仿生特征的双涡轮液力变矩器与原始常规双涡轮 液力变矩器的启动转矩对比。
[0049] 图16是本实用新型具有多生物仿生特征的双涡轮液力变矩器与原始常规双涡轮 液力变矩器的效率对比。
[0050] 图17是本实用新型具有多生物仿生特征的双涡轮液力变矩器与原始常规双涡轮 液力变矩器的容量系数对比。
【具体实施方式】：
[0051] 如图1所示，YJSW335双涡轮液力变矩器包括栗轮1，栗轮外环11，栗轮内环12,第 一涡轮2,导轮3,第二涡轮4。
[0052] 双涡轮液力变矩器中各组成部分的叶片测量参数如图2所示，包括截面的弦长、 厚度、最大弯度、进口角、出口角等。
[0053] 1.仿生叶片
[0054] I. 1第二涡轮仿生叶片，
[0055] 本实用新型在不改变第二涡轮叶片其他结构参数基础上采用仿生技术改变其环 量分配函数，环量分配函数多项式为：y = ax2+bx+c。其中X为中弧线上各等分点的横坐标， y为相应的环量分配值。参数a，b，c的取值范围如下：
[0056]
[0057] 运用ISIGHT优化软件对参数a，b，c进行优化，结合得到的参数a，b，c的取值范 围，以变矩器效率为目标函数，选择拉丁超立方方法选取样本点，应用径向基函数方法构建 代理模型，选择非支配排序遗传算法进行优化。优化结果如表1所示。
[0058] 表 1 CN 204878582 U 说明书 5/16 页
[0059]
[0060]
[0061] 其中，当a = -0. 7374, b = -0. 2919, c = I. 0108时，仿生叶片的性能最优。此时 的环量分配函数如下：
[0062] y = -0· 7374x2 - 0· 2919X+1. 0108
[0063] 第二涡轮仿生叶片前缘的入口角度为43°，叶片后缘的出口角度为135.5°，叶 片整体的高度（最大弯度）为43. 67mm，从进口到出口的轴向长度（弦长）为106. 83mm，叶 片形状对比如图3a、3b所示。
[0064] 将仿生第二涡轮叶片与常规栗轮和导轮及第一涡轮搭配组合成液力变矩器，其扭 矩比、效率、栗轮容量系数对比情况如图3c、图3d、图3e所示（图中横坐标为传动比）。在 启动扭矩比上，第二涡轮采用仿生叶片后液力变矩器启动扭矩4. 35,采用常规叶片的启动 扭矩为4. 27。第二涡轮采用仿生叶片最高效率值为84.95% ;，采用常规叶片的最高效率 值为83. 16% ;栗轮容量系数CF的对比显示第二涡轮采用仿生叶片后液力变矩器的栗轮容 量系数大于常规仿生叶片值；仿生型液力变矩器性能优于原始液力变矩器。
[0065] 1. 2第一涡轮仿生叶片
[0066] 本实用新型在不改变第一涡轮叶片其他结构参数的基础上改变其环量分配函数， 环量分配函数的多项式为：y = ax4+bx3+cx2+dx+e，其中X为中弧线上各等分点的横坐标，y 为相应的环量分配值。参数a，b，c，d，e的取值范围为如下：
[0067]
[0068] 运用ISIGHT优化软件对参数a，b，c，d，e进行优化，结合得到的参数a，b，c，d，e 的取值范围，以变矩器效率为目标函数，选择拉丁超立方方法选取样本点，应用径向基函数 方法构建代理模型，选择非支配排序遗传算法进行优化。优化结果如表2所示。
[0069] 表 2
[0070]
[0072] 其中，当 a = 4. 1141，b = -5· 08, c = -0· 1494, d = 0· 1369, e = 0· 9918 时，变矩 器的效率最高，仿生叶片的性能最优，此时的环量分配函数如下：
[0073] y = 4. 1141x4-5. 08x3-〇. 1494x2+0. 1369x+0. 9918
[0074] 第一涡轮仿生叶片前缘的入口角度为118. 5°，内切圆半径为5. 11mm，叶片后缘 的出口角度为152°，其内切圆半径为0.32mm，长度为3. 6~4mm左右，叶片整体的高度（最 大弯度）为22.29_，从进口到出口的轴向长度（弦长）为31.03_。
[0075] 将仿生第一涡轮叶片与原始栗轮和导轮及第二涡轮搭配组合成液力变矩器，其扭 矩比、效率、栗轮容量系数对比情况如图4c、图4d、图4e所示。在启动扭矩比上，第一涡轮 采用仿生叶片后液力变矩器为4. 38,采用常规叶片4. 27。对于效率，第一涡轮采用仿生叶 片后液力变矩器的最高效率为83. 57%，，用常规叶片的最高效率83. 16% ;在栗轮容量系 数CF的对比上，第一涡轮采用仿生叶片后液力变矩器的栗轮容量系数大于采用常规叶片； 仿生型液力变矩器性能优于原始液力变矩器。
[0076] L 3栗轮仿生叶片
[0077] 本实用新型在不改变栗轮叶片其他结构参数基础上采用仿生技术改变其环量分 配函数，环量分配函数的多项式为：y = ax3+bx2+cx+d。其中X为中弧线上各等分点的横坐 标，y为相应的环量分配值。参数a，b，c，d的取值范围为如下： -1.4827 <?<-0.7116 -1.7632 </^ <-0.8364 '-0078^ 0.0377 1.1008 -0.?767<?/< 0.3645
[0079] 运用ISIGHT优化软件对参数a，b，c，d进行优化，结合得到的参数a，b，c，d的取 值范围，以变矩器效率为目标函数，选择拉丁超立方方法选取样本点，应用径向基函数方法 构建代理模型，选择非支配排序遗传算法进行优化。优化如表3所示。
[0080] 表 3
[0081]
[0083] 其中，当 a = -I. 1129, b = -I. 3475, c = 0· 7683, d = -0· 0009 时，液力变矩器的 效率最高，仿生叶片的性能最优。此时的环量分配函数如下：
[0084] y = -L 1129χ3-1· 3475χ2+0· 7683X-0. 0009
[0085] 栗轮仿生叶片前缘的入口角度为110°，叶片后缘的出口角度为78. 5°，叶片整 体的高度（最大弯度）为55. 13mm，从进口到出口的轴向长度（弦长）为96. 89mm，叶片形 状对比如图5a、5b所示。
[0086] 将仿生栗轮叶片与常规第二涡轮和导轮及第一涡轮搭配组合成液力变矩器，其扭 矩比、效率、栗轮容量系数对比情况如图5c、图5d、图5e所示。在启动扭矩比上，栗轮采用 仿生叶片和采用常规叶片液力变矩器启动扭矩分别为4. 31、4. 27。效率曲线上，栗轮采用仿 生叶片对应的液力变矩器的最高效率84. 6%，采用常规叶片的最高效率为83. 16%;栗轮容 量系数CF上，常规叶片所对应液力变矩器的栗轮容量系数小于采用仿生叶片，二者相差较 小，仿生型液力变矩器性能优于原始液力变矩器。
[0087] 1.4导轮仿生叶片
[0088] 本实用新型在不改变导轮叶片其他结构参数基础上采用仿生技术改变其环量分 配函数，环量分配函数的多项式为：y = ax3+bx2+cx+d。其中X为中弧线上各等分点的横坐 标，y为相应的环量分配值。参数a，b，c，d的取值范围为如下： 0.6044 <?<1.4151 -0.5792 </><-0.1698
[0089] _〇.|989<γ<0.58Ι -0.422 !<</< 03746
[0090] 运用ISIGHT优化软件对参数a，b，c，d进行优化，结合得到的参数a，b，c，d的取 值范围，以变矩器效率为目标函数，选择拉丁超立方方法选取样本点，应用径向基函数方法 构建代理模型，选择非支配排序遗传算法进行优化，如表4所示。
[0091] 表 4
[0092]
[0093]
[0094] 其中，当 a = 0· 992, b = -0· 192, c = 0· 1936, d = -0· 0058 时，液力变矩器的效 率达到最高，仿生叶片的性能最优。此时环量分配函数如下：
[0095] y = 0. 992χ3-0. 192χ2+0. 1936χ-〇. 0058
[0096] 导轮仿生叶片前缘的入口角度为83°，叶片后缘的出口角度为30°，叶片整体的 高度（最大弯度）为44. 08mm，从进口到出口的轴向长度（弦长）为28. 81mm，叶片形状对 比如图6a、6b所示。
[0097] 将仿生导轮叶片与常规第二涡轮和栗轮及第一涡轮搭配组合成液力变矩器，其扭 矩比、效率、栗轮容量系数对比情况如图6c、图6d、图6e所示。在启动扭矩比上，仿生导轮 叶片对应的液力变矩器为4. 43,常规叶片对应的液力变矩器为4. 27。对于效率，仿生导轮 叶片对应的最高效率值分别为83. 79% ;常规叶片对应的最高效率值为83. 16% ;栗轮容量 系数CF的对比显示，常规叶片所对应液力变矩器的栗轮容量系数小于仿生叶片值；仿生型 液力变矩器性能优于原始液力变矩器。
[0098] 2具有沟槽的导轮仿生叶片
[0099] 本实用新型在导轮叶片吸力面上靠近叶片入口的前部布置U型仿生沟槽以干扰 边界层的流动。仿生沟槽的微观结构如图7所示。沟槽间距s和高度h的尺寸设计与流 体的流动性质密切相关。根据大量的CFD仿真结果，当其高度h和间距s的无量纲尺寸0 < h+彡25和0 < s X 30时，具有减阻特性，此时，由公式s = s + V /^及h = h + V /^计 算得到的s和h的取值范围为0 < s彡0· 83mm，0 < h彡1mm。其中V为流体运动黏度， Vt= (τ )°·5为叶片壁面剪切速度；p为流体密度，τ。为叶片壁面剪切应力。其中叶 片壁面剪切应力τ。通过Blasius摩擦系数和Fann